ii · kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır,...

88
I

Upload: others

Post on 28-Dec-2019

12 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

I

II

RADYAL KAYMALI YATAKLAR ProjelemeHesaplama ve Şekillendirme 1

I - Kaymalı Yataklar 1

1) Oumlzellikleri ve kullanılması 1

2) Yatakların sınıflandırılması 1

3) Yeni eğilimler 2

4) Kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri 2

II ndash Radyal Kaymalı Yataklar 2

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme) 16

2-) Yağ basıncı p 18

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı) 19

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu 23

III ndash Radyal yatakların hesabı 27

1 ) Sommerfeld sayısı S0 27

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme katsayısı 29

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR 29

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml) 31

Yaklaşık değerler 32

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı 33

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK 39

5 ) Toplam yağ miktarı Q 48

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0 48

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml 49

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin 52

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS 53

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler 53

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi 55

12) Kaymalı yatak malzemeleri 58

13) Ccedilok tabakalı yataklar 66

Oumlrnek 1 68

Oumlrnek 2 77

LİTERATUumlR 86

1

RADYAL KAYMALI YATAKLAR

ProjelemeHesaplama ve Şekillendirme

I - Kaymalı Yataklar

1) Oumlzellikleri ve kullanılması

Yatakları genel olarak iki eleman arasındaki bir veya birkaccedil youmlnde izafi harekete

minimum bir suumlrtuumlnme ile muumlsaade eden fakat kuvvet doğrultusundaki harekete engel olmaya

ccedilalışan elemanlar olarak tarif edebiliriz Genellikle yataklar kaymalı ve rulmanlı olmak uumlzere iki

guruba ayrılabilir Kaymalı yataklarda yuumlzeyler arasında kayma hareketi rulmanlarda ise yuumlzeyler

arasında yuvarlanma hareketi vardır Her ikisinin de kendine has oumlzellikleri olup hiccedilbiri tuumlm

istediklerimizi yalnız başına karşılayamaz

Taşıma yuumlzeylerinin buumlyuumlk olması kaymalı yatakların titreşimivuruntuyu ve sesi

azaltmasını sağlar Kaymalı yatak sarsıntıya toz girmesine (gresle yağlanırsa) karşı daha az

hassastır daha kuumlccediluumlk yatak boşluğuna ve diğer taraftan daha buumlyuumlk bir geccedilme toleransına izin

verir Yapısı ve imalatı basittir Tek veya iki parccedilalı olabilir Buna karşılık yağ tabakası (filmi)

ancak bir kayma hareketi sonunda teşekkuumll ettiğinden oumlzellikle başlangıccedil suumlrtuumlnmesi oldukccedila

yuumlksektir Rulmanlı yataklardan ccedilok daha geniş olması alışması iccedilin zamana ihtiyaccedil goumlstermesi

ve mil yuumlzeyinin etkisi goumlz oumlnuumlnde bulundurulmalıdır

Buna goumlre kaymalı yatakların tercih nedenleri

a) Daha sessiz ccedilalışması oumlnemli ise

b) Daha yuumlksek devir sayılarında

c) Kuvvetli sarsıntı ve titreşimlerde (Ccedilalışan makinaların yanında duran yedek makinalarda)

d) Eğer kaymalı yataklar yeterli ise ve dezavantajları oumlnemli değilse

e) Yatağın parccedilalı olması gerekiyorsa veya dış ccedilapın kuumlccediluumlk olması isteniyorsa

2) Yatakların sınıflandırılması

Kuvvet youmlnuumlne goumlre Radyal yatak (Enine yatak taşıyıcı yatak) radyal kuvvetler iccedilin

Eksenel yatak (Boylama yatak dip veya taban yatağı) eksenel

kuvvetler iccedilin

Kullanılışına goumlre Mekanizma kutusu motor transmisyon tuumlrbin hadde makinası

takım tezgahı yatakları gibi

Şekline goumlre Geccedilme yatakkapalı yatak ayaklı yatak asma yatak oynak

yatak hazır yatak gibi

Malzemesine goumlre Beyaz metal bronz kızıl doumlkuumlm hafif metal sinter metal

plastik ve karışık malzemeli yatak gibi

Yağlama şekline goumlre Gres yağ su ve hava yağlamalı yatak

Bilezikli basınccedillı ve basınccedilsız hidrostatik veya aerostatik

(gazostatik) yağlamalı yatak

Radyal kaymalı yataklar ile ilgili konstruumlksiyon oumlrnekleri şekil 1hellip10 da verilmiştir

2

3) Yeni eğilimler

Yatağın boyutlandırılması ve şekillendirilmesi iccedilin hidrodinamik yağlama teorisinin en

yeni bilgilerinden geniş ccedilapta faydalanılarak aşağıdaki hususlar goumlz oumlnuumlnde tutulmalıdır

Milin daha kuumlccediluumlk eğilme zorlanması (Milin sehiminden-ccediloumlkmesinden-dolayı) ve daha az kenar

basması iccedilin daha kısa ( ensiz) yataklar 0 4 1b

d

Rulmanlı yatakların oumllccediluumlsuumlnde listeden ısmarlanabilir hazır kaymalı yataklar

İnce yatak burccedilları (ccedilelikten) ve ince metal kaplamalar (Kayma yuumlzeylerinde elektrolitik yolla

ince tabakalar oumlrneğin ccedilelik cidara 1 10 m kalınlığında bakır veya nikel bunun uumlzerine 04

mm kalınlığında guumlmuumlş ve bunun da uumlzerine 10 40 m kalınlığında kurşun ndashve kalay-

indium1 tabakası kaplanır Bunlar difuumlzyon yoluyla birleştirilmektedir Ccedilok malzemeli

yataklar)

Sertleştirilmiş parlatılmış yuumlzeyi sıkıştırılmış veya ccedilok hassas taşlanmış miller veya millerin

uumlzerine oumlzel yatak burccedilları

Yuumlksek devirlerde yağ yerine basınccedillı hava kullanılması

4) Kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

Cetvel 1‟e bakınız

II ndash Radyal Kaymalı Yataklar

Bir yataktan genellikle aşağıdaki oumlzelliklere sahip olması istenir

Suumlrtuumlnme ve buna bağlı olarak suumlrtuumlnme kayıplarının az olması

Geometrik şeklin korunması iccedilin aşınmaların minimum değere inmesi

Sıcaklığın emniyet sınırları iccedilinde kalması

1 İndium (İndiyum) Kurşundan daha yumuşak ve daha kolay ezilen guumlmuumlş parlaklığında beyaz bir

madendir155degC ergir

3

Cetvel 1 ndash Makina imalatında kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

St-Ccedilelik GG-Kır veya pik doumlkuumlm(DIN 1691) WM- Beyaz metal (DIN 1703)

Bl-Bz-Kurşun bronzu (DIN 1716) Bz ve Rg ndash Bronz ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705)

KH-Sentetik reccediline ndash plastik (DIN 7703) sert-sertleştirilmiş

Yatağın kullanıldığı yer Nr

En Buumlyuumlk Değerler Malzeme

yatakmil b d

2

[ ]

p

N cm [ ]

u

m sn

Transmisyonlar 1 20 35 GGSt 1hellip2

2 80 15 GGSt 1hellip2

3 50 6 WMSt 1hellip2

4 150 2 WMSt 1hellip2

Suumlrekli ccedilalışma 5

6

60 05 KHSt50 1hellip2

200 015 KHSt50 1hellip2

Aralıklı ccedilalışma 7

8

60 1 KHSt50 1hellip2

400 015 KHSt50 1hellip2

Kaldırma Makinaları

Dişli kriko 9 4000 - BzSt70 08hellip18

Vinccedil kolu-doumlnme noktası 10 1500 - GBz20St70 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 11 600 - GG21St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 12 1200 - Rg8St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 13 100p u KHSt50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 14 250p u KHStsert 08hellip18

Takım Tezgahları 15 20hellip50 - WMRgBzGGSt 12hellip2

Konkasoumlrlerkırıcılar değirmenler

Değerler suumlrekli ccedilalışma

iccedilindirAralıklı ccedilalışmada

25 p ye kadar alınır

16

17

18

19

20

21

80 1 GGSt 1hellip2

80 3 WM5St 1hellip2

100 2 WM10St 1hellip2

150 10 WM10St 1hellip2

800 1 GBz10Bl-BzSt 1hellip2

200 1 KHSt 1hellip2

Presler en yuumlksek basınccedil 22 10000 - Bl-BzSt 1hellip2

Hadde makinaları 23 5000 50

sertCaro-Bz St

05hellip12

2500 50 KHStsert 05hellip12

4

Elektrik ve su makinaları

nlt1500durma zamanılt8 dak 24 120 10 WM10St50 08hellip15

nlt1500durma zamanıgt8 dak 25 70 10 WM10St50 -

ngt1500durma zamanılt8 dak 26 50 14 WM10St50 -

ngt1500durma zamanı daha

fazla 27 - - WM80St50 -

Turbo makinalar

Michell-eksenel yatağı 28 300 60 WMKHSt -

Buhar tuumlrbinleri 29 80 60 WMSt 08hellip125

Buhar tuumlrbinleri 30 150 60 Bl-BzSt 08hellip125

Diğer turbo makinalar 31 150 - Bl-BzSt 15hellip2

Pistonlu buhar makinaları

kompresoumlrler pompalar

Kroshed ve piston pernoları 32 1200 - WMBl-BzStsert -

Ana milbiyel yatağı 33 900 25 WMBl-BzStsert 1

Ana milmil yatağı 34 350 33 WMBl-BzStsert 14

Krankbiyel yatağı 35 750 35 WMBl-BzStsert 085

Krank mil yatağı 36 450 35 WMBl-BzStsert 1

Dış yatak (Volan) 37 250 30 WMSt -

Kumanda milleri 38 150 - WMSt 1

Kroshed kızağı 39 40 - WMSt -

Kroshed kızağı 40 30 - GGSt -

Lokomotifler

Biyel ve kroshed 41 1500 - WMBzSt -

Kroshed kızağı 42 100 - RgSt -

Otomobil ve uccedilak motorları

Alccedilak devirlibiyel 43 1200 - WMSt 05hellip06

Alccedilak devirli krank mili 44 800 - Bl-BzSt 05hellip06

Yuumlksek devirli 17

23

p

alccedilak devirli

p

Bl-BzStsert -

Uccedilak motoru Bl-BzStsert -

Diesel Motorları

Doumlrt zamanlı ana yatak 45 550hellip1300 - - 045hellip09

Doumlrt zamanlı biyel yatağı 46 1250hellip2500 - - 05hellip08

İki zamanlı ana yatak 47 500hellip900 - - 06hellip075

İki zamanlı biyel yatağı 48 1000hellip1500 - - 055hellip06

5

Ağır makinalar (ziraat ve gemi

iccedilin)

Alccedilak devirli biyel 49 1500 - WMBl-BzStsert 065hellip08

Alccedilak devirli krank mili 50 900 - - 07hellip09

Alccedilak devirli piston pernosu

(bd buumltuumln dayanma yuumlzeyi iccedilin) 51 2400 - - 16hellip17

Yuumlksek devirli15 alccedilak devirp - -

Mafsallar 52 1500 - StsertStsert -

53 300 - GGSt -

54 900 - RgBzStsert -

55 500 - RgBzSt -

Aerostatik yağlamalı yatak 56 350 - - -

Aerodinamik yağlamalı yatak 57 60 - - -

Hidrostatik yağlamalı yatak 58 400 20 StSt 08

Carobronze ndash Kalay bronzu CuSn8 (DIN17662)

p ndash ortalama yuumlzey basıncı

u ndash ccedilevre hızı

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 2: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

II

RADYAL KAYMALI YATAKLAR ProjelemeHesaplama ve Şekillendirme 1

I - Kaymalı Yataklar 1

1) Oumlzellikleri ve kullanılması 1

2) Yatakların sınıflandırılması 1

3) Yeni eğilimler 2

4) Kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri 2

II ndash Radyal Kaymalı Yataklar 2

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme) 16

2-) Yağ basıncı p 18

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı) 19

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu 23

III ndash Radyal yatakların hesabı 27

1 ) Sommerfeld sayısı S0 27

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme katsayısı 29

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR 29

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml) 31

Yaklaşık değerler 32

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı 33

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK 39

5 ) Toplam yağ miktarı Q 48

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0 48

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml 49

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin 52

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS 53

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler 53

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi 55

12) Kaymalı yatak malzemeleri 58

13) Ccedilok tabakalı yataklar 66

Oumlrnek 1 68

Oumlrnek 2 77

LİTERATUumlR 86

1

RADYAL KAYMALI YATAKLAR

ProjelemeHesaplama ve Şekillendirme

I - Kaymalı Yataklar

1) Oumlzellikleri ve kullanılması

Yatakları genel olarak iki eleman arasındaki bir veya birkaccedil youmlnde izafi harekete

minimum bir suumlrtuumlnme ile muumlsaade eden fakat kuvvet doğrultusundaki harekete engel olmaya

ccedilalışan elemanlar olarak tarif edebiliriz Genellikle yataklar kaymalı ve rulmanlı olmak uumlzere iki

guruba ayrılabilir Kaymalı yataklarda yuumlzeyler arasında kayma hareketi rulmanlarda ise yuumlzeyler

arasında yuvarlanma hareketi vardır Her ikisinin de kendine has oumlzellikleri olup hiccedilbiri tuumlm

istediklerimizi yalnız başına karşılayamaz

Taşıma yuumlzeylerinin buumlyuumlk olması kaymalı yatakların titreşimivuruntuyu ve sesi

azaltmasını sağlar Kaymalı yatak sarsıntıya toz girmesine (gresle yağlanırsa) karşı daha az

hassastır daha kuumlccediluumlk yatak boşluğuna ve diğer taraftan daha buumlyuumlk bir geccedilme toleransına izin

verir Yapısı ve imalatı basittir Tek veya iki parccedilalı olabilir Buna karşılık yağ tabakası (filmi)

ancak bir kayma hareketi sonunda teşekkuumll ettiğinden oumlzellikle başlangıccedil suumlrtuumlnmesi oldukccedila

yuumlksektir Rulmanlı yataklardan ccedilok daha geniş olması alışması iccedilin zamana ihtiyaccedil goumlstermesi

ve mil yuumlzeyinin etkisi goumlz oumlnuumlnde bulundurulmalıdır

Buna goumlre kaymalı yatakların tercih nedenleri

a) Daha sessiz ccedilalışması oumlnemli ise

b) Daha yuumlksek devir sayılarında

c) Kuvvetli sarsıntı ve titreşimlerde (Ccedilalışan makinaların yanında duran yedek makinalarda)

d) Eğer kaymalı yataklar yeterli ise ve dezavantajları oumlnemli değilse

e) Yatağın parccedilalı olması gerekiyorsa veya dış ccedilapın kuumlccediluumlk olması isteniyorsa

2) Yatakların sınıflandırılması

Kuvvet youmlnuumlne goumlre Radyal yatak (Enine yatak taşıyıcı yatak) radyal kuvvetler iccedilin

Eksenel yatak (Boylama yatak dip veya taban yatağı) eksenel

kuvvetler iccedilin

Kullanılışına goumlre Mekanizma kutusu motor transmisyon tuumlrbin hadde makinası

takım tezgahı yatakları gibi

Şekline goumlre Geccedilme yatakkapalı yatak ayaklı yatak asma yatak oynak

yatak hazır yatak gibi

Malzemesine goumlre Beyaz metal bronz kızıl doumlkuumlm hafif metal sinter metal

plastik ve karışık malzemeli yatak gibi

Yağlama şekline goumlre Gres yağ su ve hava yağlamalı yatak

Bilezikli basınccedillı ve basınccedilsız hidrostatik veya aerostatik

(gazostatik) yağlamalı yatak

Radyal kaymalı yataklar ile ilgili konstruumlksiyon oumlrnekleri şekil 1hellip10 da verilmiştir

2

3) Yeni eğilimler

Yatağın boyutlandırılması ve şekillendirilmesi iccedilin hidrodinamik yağlama teorisinin en

yeni bilgilerinden geniş ccedilapta faydalanılarak aşağıdaki hususlar goumlz oumlnuumlnde tutulmalıdır

Milin daha kuumlccediluumlk eğilme zorlanması (Milin sehiminden-ccediloumlkmesinden-dolayı) ve daha az kenar

basması iccedilin daha kısa ( ensiz) yataklar 0 4 1b

d

Rulmanlı yatakların oumllccediluumlsuumlnde listeden ısmarlanabilir hazır kaymalı yataklar

İnce yatak burccedilları (ccedilelikten) ve ince metal kaplamalar (Kayma yuumlzeylerinde elektrolitik yolla

ince tabakalar oumlrneğin ccedilelik cidara 1 10 m kalınlığında bakır veya nikel bunun uumlzerine 04

mm kalınlığında guumlmuumlş ve bunun da uumlzerine 10 40 m kalınlığında kurşun ndashve kalay-

indium1 tabakası kaplanır Bunlar difuumlzyon yoluyla birleştirilmektedir Ccedilok malzemeli

yataklar)

Sertleştirilmiş parlatılmış yuumlzeyi sıkıştırılmış veya ccedilok hassas taşlanmış miller veya millerin

uumlzerine oumlzel yatak burccedilları

Yuumlksek devirlerde yağ yerine basınccedillı hava kullanılması

4) Kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

Cetvel 1‟e bakınız

II ndash Radyal Kaymalı Yataklar

Bir yataktan genellikle aşağıdaki oumlzelliklere sahip olması istenir

Suumlrtuumlnme ve buna bağlı olarak suumlrtuumlnme kayıplarının az olması

Geometrik şeklin korunması iccedilin aşınmaların minimum değere inmesi

Sıcaklığın emniyet sınırları iccedilinde kalması

1 İndium (İndiyum) Kurşundan daha yumuşak ve daha kolay ezilen guumlmuumlş parlaklığında beyaz bir

madendir155degC ergir

3

Cetvel 1 ndash Makina imalatında kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

St-Ccedilelik GG-Kır veya pik doumlkuumlm(DIN 1691) WM- Beyaz metal (DIN 1703)

Bl-Bz-Kurşun bronzu (DIN 1716) Bz ve Rg ndash Bronz ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705)

KH-Sentetik reccediline ndash plastik (DIN 7703) sert-sertleştirilmiş

Yatağın kullanıldığı yer Nr

En Buumlyuumlk Değerler Malzeme

yatakmil b d

2

[ ]

p

N cm [ ]

u

m sn

Transmisyonlar 1 20 35 GGSt 1hellip2

2 80 15 GGSt 1hellip2

3 50 6 WMSt 1hellip2

4 150 2 WMSt 1hellip2

Suumlrekli ccedilalışma 5

6

60 05 KHSt50 1hellip2

200 015 KHSt50 1hellip2

Aralıklı ccedilalışma 7

8

60 1 KHSt50 1hellip2

400 015 KHSt50 1hellip2

Kaldırma Makinaları

Dişli kriko 9 4000 - BzSt70 08hellip18

Vinccedil kolu-doumlnme noktası 10 1500 - GBz20St70 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 11 600 - GG21St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 12 1200 - Rg8St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 13 100p u KHSt50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 14 250p u KHStsert 08hellip18

Takım Tezgahları 15 20hellip50 - WMRgBzGGSt 12hellip2

Konkasoumlrlerkırıcılar değirmenler

Değerler suumlrekli ccedilalışma

iccedilindirAralıklı ccedilalışmada

25 p ye kadar alınır

16

17

18

19

20

21

80 1 GGSt 1hellip2

80 3 WM5St 1hellip2

100 2 WM10St 1hellip2

150 10 WM10St 1hellip2

800 1 GBz10Bl-BzSt 1hellip2

200 1 KHSt 1hellip2

Presler en yuumlksek basınccedil 22 10000 - Bl-BzSt 1hellip2

Hadde makinaları 23 5000 50

sertCaro-Bz St

05hellip12

2500 50 KHStsert 05hellip12

4

Elektrik ve su makinaları

nlt1500durma zamanılt8 dak 24 120 10 WM10St50 08hellip15

nlt1500durma zamanıgt8 dak 25 70 10 WM10St50 -

ngt1500durma zamanılt8 dak 26 50 14 WM10St50 -

ngt1500durma zamanı daha

fazla 27 - - WM80St50 -

Turbo makinalar

Michell-eksenel yatağı 28 300 60 WMKHSt -

Buhar tuumlrbinleri 29 80 60 WMSt 08hellip125

Buhar tuumlrbinleri 30 150 60 Bl-BzSt 08hellip125

Diğer turbo makinalar 31 150 - Bl-BzSt 15hellip2

Pistonlu buhar makinaları

kompresoumlrler pompalar

Kroshed ve piston pernoları 32 1200 - WMBl-BzStsert -

Ana milbiyel yatağı 33 900 25 WMBl-BzStsert 1

Ana milmil yatağı 34 350 33 WMBl-BzStsert 14

Krankbiyel yatağı 35 750 35 WMBl-BzStsert 085

Krank mil yatağı 36 450 35 WMBl-BzStsert 1

Dış yatak (Volan) 37 250 30 WMSt -

Kumanda milleri 38 150 - WMSt 1

Kroshed kızağı 39 40 - WMSt -

Kroshed kızağı 40 30 - GGSt -

Lokomotifler

Biyel ve kroshed 41 1500 - WMBzSt -

Kroshed kızağı 42 100 - RgSt -

Otomobil ve uccedilak motorları

Alccedilak devirlibiyel 43 1200 - WMSt 05hellip06

Alccedilak devirli krank mili 44 800 - Bl-BzSt 05hellip06

Yuumlksek devirli 17

23

p

alccedilak devirli

p

Bl-BzStsert -

Uccedilak motoru Bl-BzStsert -

Diesel Motorları

Doumlrt zamanlı ana yatak 45 550hellip1300 - - 045hellip09

Doumlrt zamanlı biyel yatağı 46 1250hellip2500 - - 05hellip08

İki zamanlı ana yatak 47 500hellip900 - - 06hellip075

İki zamanlı biyel yatağı 48 1000hellip1500 - - 055hellip06

5

Ağır makinalar (ziraat ve gemi

iccedilin)

Alccedilak devirli biyel 49 1500 - WMBl-BzStsert 065hellip08

Alccedilak devirli krank mili 50 900 - - 07hellip09

Alccedilak devirli piston pernosu

(bd buumltuumln dayanma yuumlzeyi iccedilin) 51 2400 - - 16hellip17

Yuumlksek devirli15 alccedilak devirp - -

Mafsallar 52 1500 - StsertStsert -

53 300 - GGSt -

54 900 - RgBzStsert -

55 500 - RgBzSt -

Aerostatik yağlamalı yatak 56 350 - - -

Aerodinamik yağlamalı yatak 57 60 - - -

Hidrostatik yağlamalı yatak 58 400 20 StSt 08

Carobronze ndash Kalay bronzu CuSn8 (DIN17662)

p ndash ortalama yuumlzey basıncı

u ndash ccedilevre hızı

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 3: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

1

RADYAL KAYMALI YATAKLAR

ProjelemeHesaplama ve Şekillendirme

I - Kaymalı Yataklar

1) Oumlzellikleri ve kullanılması

Yatakları genel olarak iki eleman arasındaki bir veya birkaccedil youmlnde izafi harekete

minimum bir suumlrtuumlnme ile muumlsaade eden fakat kuvvet doğrultusundaki harekete engel olmaya

ccedilalışan elemanlar olarak tarif edebiliriz Genellikle yataklar kaymalı ve rulmanlı olmak uumlzere iki

guruba ayrılabilir Kaymalı yataklarda yuumlzeyler arasında kayma hareketi rulmanlarda ise yuumlzeyler

arasında yuvarlanma hareketi vardır Her ikisinin de kendine has oumlzellikleri olup hiccedilbiri tuumlm

istediklerimizi yalnız başına karşılayamaz

Taşıma yuumlzeylerinin buumlyuumlk olması kaymalı yatakların titreşimivuruntuyu ve sesi

azaltmasını sağlar Kaymalı yatak sarsıntıya toz girmesine (gresle yağlanırsa) karşı daha az

hassastır daha kuumlccediluumlk yatak boşluğuna ve diğer taraftan daha buumlyuumlk bir geccedilme toleransına izin

verir Yapısı ve imalatı basittir Tek veya iki parccedilalı olabilir Buna karşılık yağ tabakası (filmi)

ancak bir kayma hareketi sonunda teşekkuumll ettiğinden oumlzellikle başlangıccedil suumlrtuumlnmesi oldukccedila

yuumlksektir Rulmanlı yataklardan ccedilok daha geniş olması alışması iccedilin zamana ihtiyaccedil goumlstermesi

ve mil yuumlzeyinin etkisi goumlz oumlnuumlnde bulundurulmalıdır

Buna goumlre kaymalı yatakların tercih nedenleri

a) Daha sessiz ccedilalışması oumlnemli ise

b) Daha yuumlksek devir sayılarında

c) Kuvvetli sarsıntı ve titreşimlerde (Ccedilalışan makinaların yanında duran yedek makinalarda)

d) Eğer kaymalı yataklar yeterli ise ve dezavantajları oumlnemli değilse

e) Yatağın parccedilalı olması gerekiyorsa veya dış ccedilapın kuumlccediluumlk olması isteniyorsa

2) Yatakların sınıflandırılması

Kuvvet youmlnuumlne goumlre Radyal yatak (Enine yatak taşıyıcı yatak) radyal kuvvetler iccedilin

Eksenel yatak (Boylama yatak dip veya taban yatağı) eksenel

kuvvetler iccedilin

Kullanılışına goumlre Mekanizma kutusu motor transmisyon tuumlrbin hadde makinası

takım tezgahı yatakları gibi

Şekline goumlre Geccedilme yatakkapalı yatak ayaklı yatak asma yatak oynak

yatak hazır yatak gibi

Malzemesine goumlre Beyaz metal bronz kızıl doumlkuumlm hafif metal sinter metal

plastik ve karışık malzemeli yatak gibi

Yağlama şekline goumlre Gres yağ su ve hava yağlamalı yatak

Bilezikli basınccedillı ve basınccedilsız hidrostatik veya aerostatik

(gazostatik) yağlamalı yatak

Radyal kaymalı yataklar ile ilgili konstruumlksiyon oumlrnekleri şekil 1hellip10 da verilmiştir

2

3) Yeni eğilimler

Yatağın boyutlandırılması ve şekillendirilmesi iccedilin hidrodinamik yağlama teorisinin en

yeni bilgilerinden geniş ccedilapta faydalanılarak aşağıdaki hususlar goumlz oumlnuumlnde tutulmalıdır

Milin daha kuumlccediluumlk eğilme zorlanması (Milin sehiminden-ccediloumlkmesinden-dolayı) ve daha az kenar

basması iccedilin daha kısa ( ensiz) yataklar 0 4 1b

d

Rulmanlı yatakların oumllccediluumlsuumlnde listeden ısmarlanabilir hazır kaymalı yataklar

İnce yatak burccedilları (ccedilelikten) ve ince metal kaplamalar (Kayma yuumlzeylerinde elektrolitik yolla

ince tabakalar oumlrneğin ccedilelik cidara 1 10 m kalınlığında bakır veya nikel bunun uumlzerine 04

mm kalınlığında guumlmuumlş ve bunun da uumlzerine 10 40 m kalınlığında kurşun ndashve kalay-

indium1 tabakası kaplanır Bunlar difuumlzyon yoluyla birleştirilmektedir Ccedilok malzemeli

yataklar)

Sertleştirilmiş parlatılmış yuumlzeyi sıkıştırılmış veya ccedilok hassas taşlanmış miller veya millerin

uumlzerine oumlzel yatak burccedilları

Yuumlksek devirlerde yağ yerine basınccedillı hava kullanılması

4) Kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

Cetvel 1‟e bakınız

II ndash Radyal Kaymalı Yataklar

Bir yataktan genellikle aşağıdaki oumlzelliklere sahip olması istenir

Suumlrtuumlnme ve buna bağlı olarak suumlrtuumlnme kayıplarının az olması

Geometrik şeklin korunması iccedilin aşınmaların minimum değere inmesi

Sıcaklığın emniyet sınırları iccedilinde kalması

1 İndium (İndiyum) Kurşundan daha yumuşak ve daha kolay ezilen guumlmuumlş parlaklığında beyaz bir

madendir155degC ergir

3

Cetvel 1 ndash Makina imalatında kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

St-Ccedilelik GG-Kır veya pik doumlkuumlm(DIN 1691) WM- Beyaz metal (DIN 1703)

Bl-Bz-Kurşun bronzu (DIN 1716) Bz ve Rg ndash Bronz ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705)

KH-Sentetik reccediline ndash plastik (DIN 7703) sert-sertleştirilmiş

Yatağın kullanıldığı yer Nr

En Buumlyuumlk Değerler Malzeme

yatakmil b d

2

[ ]

p

N cm [ ]

u

m sn

Transmisyonlar 1 20 35 GGSt 1hellip2

2 80 15 GGSt 1hellip2

3 50 6 WMSt 1hellip2

4 150 2 WMSt 1hellip2

Suumlrekli ccedilalışma 5

6

60 05 KHSt50 1hellip2

200 015 KHSt50 1hellip2

Aralıklı ccedilalışma 7

8

60 1 KHSt50 1hellip2

400 015 KHSt50 1hellip2

Kaldırma Makinaları

Dişli kriko 9 4000 - BzSt70 08hellip18

Vinccedil kolu-doumlnme noktası 10 1500 - GBz20St70 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 11 600 - GG21St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 12 1200 - Rg8St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 13 100p u KHSt50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 14 250p u KHStsert 08hellip18

Takım Tezgahları 15 20hellip50 - WMRgBzGGSt 12hellip2

Konkasoumlrlerkırıcılar değirmenler

Değerler suumlrekli ccedilalışma

iccedilindirAralıklı ccedilalışmada

25 p ye kadar alınır

16

17

18

19

20

21

80 1 GGSt 1hellip2

80 3 WM5St 1hellip2

100 2 WM10St 1hellip2

150 10 WM10St 1hellip2

800 1 GBz10Bl-BzSt 1hellip2

200 1 KHSt 1hellip2

Presler en yuumlksek basınccedil 22 10000 - Bl-BzSt 1hellip2

Hadde makinaları 23 5000 50

sertCaro-Bz St

05hellip12

2500 50 KHStsert 05hellip12

4

Elektrik ve su makinaları

nlt1500durma zamanılt8 dak 24 120 10 WM10St50 08hellip15

nlt1500durma zamanıgt8 dak 25 70 10 WM10St50 -

ngt1500durma zamanılt8 dak 26 50 14 WM10St50 -

ngt1500durma zamanı daha

fazla 27 - - WM80St50 -

Turbo makinalar

Michell-eksenel yatağı 28 300 60 WMKHSt -

Buhar tuumlrbinleri 29 80 60 WMSt 08hellip125

Buhar tuumlrbinleri 30 150 60 Bl-BzSt 08hellip125

Diğer turbo makinalar 31 150 - Bl-BzSt 15hellip2

Pistonlu buhar makinaları

kompresoumlrler pompalar

Kroshed ve piston pernoları 32 1200 - WMBl-BzStsert -

Ana milbiyel yatağı 33 900 25 WMBl-BzStsert 1

Ana milmil yatağı 34 350 33 WMBl-BzStsert 14

Krankbiyel yatağı 35 750 35 WMBl-BzStsert 085

Krank mil yatağı 36 450 35 WMBl-BzStsert 1

Dış yatak (Volan) 37 250 30 WMSt -

Kumanda milleri 38 150 - WMSt 1

Kroshed kızağı 39 40 - WMSt -

Kroshed kızağı 40 30 - GGSt -

Lokomotifler

Biyel ve kroshed 41 1500 - WMBzSt -

Kroshed kızağı 42 100 - RgSt -

Otomobil ve uccedilak motorları

Alccedilak devirlibiyel 43 1200 - WMSt 05hellip06

Alccedilak devirli krank mili 44 800 - Bl-BzSt 05hellip06

Yuumlksek devirli 17

23

p

alccedilak devirli

p

Bl-BzStsert -

Uccedilak motoru Bl-BzStsert -

Diesel Motorları

Doumlrt zamanlı ana yatak 45 550hellip1300 - - 045hellip09

Doumlrt zamanlı biyel yatağı 46 1250hellip2500 - - 05hellip08

İki zamanlı ana yatak 47 500hellip900 - - 06hellip075

İki zamanlı biyel yatağı 48 1000hellip1500 - - 055hellip06

5

Ağır makinalar (ziraat ve gemi

iccedilin)

Alccedilak devirli biyel 49 1500 - WMBl-BzStsert 065hellip08

Alccedilak devirli krank mili 50 900 - - 07hellip09

Alccedilak devirli piston pernosu

(bd buumltuumln dayanma yuumlzeyi iccedilin) 51 2400 - - 16hellip17

Yuumlksek devirli15 alccedilak devirp - -

Mafsallar 52 1500 - StsertStsert -

53 300 - GGSt -

54 900 - RgBzStsert -

55 500 - RgBzSt -

Aerostatik yağlamalı yatak 56 350 - - -

Aerodinamik yağlamalı yatak 57 60 - - -

Hidrostatik yağlamalı yatak 58 400 20 StSt 08

Carobronze ndash Kalay bronzu CuSn8 (DIN17662)

p ndash ortalama yuumlzey basıncı

u ndash ccedilevre hızı

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 4: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

2

3) Yeni eğilimler

Yatağın boyutlandırılması ve şekillendirilmesi iccedilin hidrodinamik yağlama teorisinin en

yeni bilgilerinden geniş ccedilapta faydalanılarak aşağıdaki hususlar goumlz oumlnuumlnde tutulmalıdır

Milin daha kuumlccediluumlk eğilme zorlanması (Milin sehiminden-ccediloumlkmesinden-dolayı) ve daha az kenar

basması iccedilin daha kısa ( ensiz) yataklar 0 4 1b

d

Rulmanlı yatakların oumllccediluumlsuumlnde listeden ısmarlanabilir hazır kaymalı yataklar

İnce yatak burccedilları (ccedilelikten) ve ince metal kaplamalar (Kayma yuumlzeylerinde elektrolitik yolla

ince tabakalar oumlrneğin ccedilelik cidara 1 10 m kalınlığında bakır veya nikel bunun uumlzerine 04

mm kalınlığında guumlmuumlş ve bunun da uumlzerine 10 40 m kalınlığında kurşun ndashve kalay-

indium1 tabakası kaplanır Bunlar difuumlzyon yoluyla birleştirilmektedir Ccedilok malzemeli

yataklar)

Sertleştirilmiş parlatılmış yuumlzeyi sıkıştırılmış veya ccedilok hassas taşlanmış miller veya millerin

uumlzerine oumlzel yatak burccedilları

Yuumlksek devirlerde yağ yerine basınccedillı hava kullanılması

4) Kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

Cetvel 1‟e bakınız

II ndash Radyal Kaymalı Yataklar

Bir yataktan genellikle aşağıdaki oumlzelliklere sahip olması istenir

Suumlrtuumlnme ve buna bağlı olarak suumlrtuumlnme kayıplarının az olması

Geometrik şeklin korunması iccedilin aşınmaların minimum değere inmesi

Sıcaklığın emniyet sınırları iccedilinde kalması

1 İndium (İndiyum) Kurşundan daha yumuşak ve daha kolay ezilen guumlmuumlş parlaklığında beyaz bir

madendir155degC ergir

3

Cetvel 1 ndash Makina imalatında kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

St-Ccedilelik GG-Kır veya pik doumlkuumlm(DIN 1691) WM- Beyaz metal (DIN 1703)

Bl-Bz-Kurşun bronzu (DIN 1716) Bz ve Rg ndash Bronz ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705)

KH-Sentetik reccediline ndash plastik (DIN 7703) sert-sertleştirilmiş

Yatağın kullanıldığı yer Nr

En Buumlyuumlk Değerler Malzeme

yatakmil b d

2

[ ]

p

N cm [ ]

u

m sn

Transmisyonlar 1 20 35 GGSt 1hellip2

2 80 15 GGSt 1hellip2

3 50 6 WMSt 1hellip2

4 150 2 WMSt 1hellip2

Suumlrekli ccedilalışma 5

6

60 05 KHSt50 1hellip2

200 015 KHSt50 1hellip2

Aralıklı ccedilalışma 7

8

60 1 KHSt50 1hellip2

400 015 KHSt50 1hellip2

Kaldırma Makinaları

Dişli kriko 9 4000 - BzSt70 08hellip18

Vinccedil kolu-doumlnme noktası 10 1500 - GBz20St70 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 11 600 - GG21St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 12 1200 - Rg8St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 13 100p u KHSt50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 14 250p u KHStsert 08hellip18

Takım Tezgahları 15 20hellip50 - WMRgBzGGSt 12hellip2

Konkasoumlrlerkırıcılar değirmenler

Değerler suumlrekli ccedilalışma

iccedilindirAralıklı ccedilalışmada

25 p ye kadar alınır

16

17

18

19

20

21

80 1 GGSt 1hellip2

80 3 WM5St 1hellip2

100 2 WM10St 1hellip2

150 10 WM10St 1hellip2

800 1 GBz10Bl-BzSt 1hellip2

200 1 KHSt 1hellip2

Presler en yuumlksek basınccedil 22 10000 - Bl-BzSt 1hellip2

Hadde makinaları 23 5000 50

sertCaro-Bz St

05hellip12

2500 50 KHStsert 05hellip12

4

Elektrik ve su makinaları

nlt1500durma zamanılt8 dak 24 120 10 WM10St50 08hellip15

nlt1500durma zamanıgt8 dak 25 70 10 WM10St50 -

ngt1500durma zamanılt8 dak 26 50 14 WM10St50 -

ngt1500durma zamanı daha

fazla 27 - - WM80St50 -

Turbo makinalar

Michell-eksenel yatağı 28 300 60 WMKHSt -

Buhar tuumlrbinleri 29 80 60 WMSt 08hellip125

Buhar tuumlrbinleri 30 150 60 Bl-BzSt 08hellip125

Diğer turbo makinalar 31 150 - Bl-BzSt 15hellip2

Pistonlu buhar makinaları

kompresoumlrler pompalar

Kroshed ve piston pernoları 32 1200 - WMBl-BzStsert -

Ana milbiyel yatağı 33 900 25 WMBl-BzStsert 1

Ana milmil yatağı 34 350 33 WMBl-BzStsert 14

Krankbiyel yatağı 35 750 35 WMBl-BzStsert 085

Krank mil yatağı 36 450 35 WMBl-BzStsert 1

Dış yatak (Volan) 37 250 30 WMSt -

Kumanda milleri 38 150 - WMSt 1

Kroshed kızağı 39 40 - WMSt -

Kroshed kızağı 40 30 - GGSt -

Lokomotifler

Biyel ve kroshed 41 1500 - WMBzSt -

Kroshed kızağı 42 100 - RgSt -

Otomobil ve uccedilak motorları

Alccedilak devirlibiyel 43 1200 - WMSt 05hellip06

Alccedilak devirli krank mili 44 800 - Bl-BzSt 05hellip06

Yuumlksek devirli 17

23

p

alccedilak devirli

p

Bl-BzStsert -

Uccedilak motoru Bl-BzStsert -

Diesel Motorları

Doumlrt zamanlı ana yatak 45 550hellip1300 - - 045hellip09

Doumlrt zamanlı biyel yatağı 46 1250hellip2500 - - 05hellip08

İki zamanlı ana yatak 47 500hellip900 - - 06hellip075

İki zamanlı biyel yatağı 48 1000hellip1500 - - 055hellip06

5

Ağır makinalar (ziraat ve gemi

iccedilin)

Alccedilak devirli biyel 49 1500 - WMBl-BzStsert 065hellip08

Alccedilak devirli krank mili 50 900 - - 07hellip09

Alccedilak devirli piston pernosu

(bd buumltuumln dayanma yuumlzeyi iccedilin) 51 2400 - - 16hellip17

Yuumlksek devirli15 alccedilak devirp - -

Mafsallar 52 1500 - StsertStsert -

53 300 - GGSt -

54 900 - RgBzStsert -

55 500 - RgBzSt -

Aerostatik yağlamalı yatak 56 350 - - -

Aerodinamik yağlamalı yatak 57 60 - - -

Hidrostatik yağlamalı yatak 58 400 20 StSt 08

Carobronze ndash Kalay bronzu CuSn8 (DIN17662)

p ndash ortalama yuumlzey basıncı

u ndash ccedilevre hızı

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 5: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

3

Cetvel 1 ndash Makina imalatında kullanılan kaymalı yataklar iccedilin yuumlkleme değerleri

St-Ccedilelik GG-Kır veya pik doumlkuumlm(DIN 1691) WM- Beyaz metal (DIN 1703)

Bl-Bz-Kurşun bronzu (DIN 1716) Bz ve Rg ndash Bronz ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705)

KH-Sentetik reccediline ndash plastik (DIN 7703) sert-sertleştirilmiş

Yatağın kullanıldığı yer Nr

En Buumlyuumlk Değerler Malzeme

yatakmil b d

2

[ ]

p

N cm [ ]

u

m sn

Transmisyonlar 1 20 35 GGSt 1hellip2

2 80 15 GGSt 1hellip2

3 50 6 WMSt 1hellip2

4 150 2 WMSt 1hellip2

Suumlrekli ccedilalışma 5

6

60 05 KHSt50 1hellip2

200 015 KHSt50 1hellip2

Aralıklı ccedilalışma 7

8

60 1 KHSt50 1hellip2

400 015 KHSt50 1hellip2

Kaldırma Makinaları

Dişli kriko 9 4000 - BzSt70 08hellip18

Vinccedil kolu-doumlnme noktası 10 1500 - GBz20St70 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 11 600 - GG21St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 12 1200 - Rg8St50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 13 100p u KHSt50 08hellip18

Tekerlekmakaratambur 14 250p u KHStsert 08hellip18

Takım Tezgahları 15 20hellip50 - WMRgBzGGSt 12hellip2

Konkasoumlrlerkırıcılar değirmenler

Değerler suumlrekli ccedilalışma

iccedilindirAralıklı ccedilalışmada

25 p ye kadar alınır

16

17

18

19

20

21

80 1 GGSt 1hellip2

80 3 WM5St 1hellip2

100 2 WM10St 1hellip2

150 10 WM10St 1hellip2

800 1 GBz10Bl-BzSt 1hellip2

200 1 KHSt 1hellip2

Presler en yuumlksek basınccedil 22 10000 - Bl-BzSt 1hellip2

Hadde makinaları 23 5000 50

sertCaro-Bz St

05hellip12

2500 50 KHStsert 05hellip12

4

Elektrik ve su makinaları

nlt1500durma zamanılt8 dak 24 120 10 WM10St50 08hellip15

nlt1500durma zamanıgt8 dak 25 70 10 WM10St50 -

ngt1500durma zamanılt8 dak 26 50 14 WM10St50 -

ngt1500durma zamanı daha

fazla 27 - - WM80St50 -

Turbo makinalar

Michell-eksenel yatağı 28 300 60 WMKHSt -

Buhar tuumlrbinleri 29 80 60 WMSt 08hellip125

Buhar tuumlrbinleri 30 150 60 Bl-BzSt 08hellip125

Diğer turbo makinalar 31 150 - Bl-BzSt 15hellip2

Pistonlu buhar makinaları

kompresoumlrler pompalar

Kroshed ve piston pernoları 32 1200 - WMBl-BzStsert -

Ana milbiyel yatağı 33 900 25 WMBl-BzStsert 1

Ana milmil yatağı 34 350 33 WMBl-BzStsert 14

Krankbiyel yatağı 35 750 35 WMBl-BzStsert 085

Krank mil yatağı 36 450 35 WMBl-BzStsert 1

Dış yatak (Volan) 37 250 30 WMSt -

Kumanda milleri 38 150 - WMSt 1

Kroshed kızağı 39 40 - WMSt -

Kroshed kızağı 40 30 - GGSt -

Lokomotifler

Biyel ve kroshed 41 1500 - WMBzSt -

Kroshed kızağı 42 100 - RgSt -

Otomobil ve uccedilak motorları

Alccedilak devirlibiyel 43 1200 - WMSt 05hellip06

Alccedilak devirli krank mili 44 800 - Bl-BzSt 05hellip06

Yuumlksek devirli 17

23

p

alccedilak devirli

p

Bl-BzStsert -

Uccedilak motoru Bl-BzStsert -

Diesel Motorları

Doumlrt zamanlı ana yatak 45 550hellip1300 - - 045hellip09

Doumlrt zamanlı biyel yatağı 46 1250hellip2500 - - 05hellip08

İki zamanlı ana yatak 47 500hellip900 - - 06hellip075

İki zamanlı biyel yatağı 48 1000hellip1500 - - 055hellip06

5

Ağır makinalar (ziraat ve gemi

iccedilin)

Alccedilak devirli biyel 49 1500 - WMBl-BzStsert 065hellip08

Alccedilak devirli krank mili 50 900 - - 07hellip09

Alccedilak devirli piston pernosu

(bd buumltuumln dayanma yuumlzeyi iccedilin) 51 2400 - - 16hellip17

Yuumlksek devirli15 alccedilak devirp - -

Mafsallar 52 1500 - StsertStsert -

53 300 - GGSt -

54 900 - RgBzStsert -

55 500 - RgBzSt -

Aerostatik yağlamalı yatak 56 350 - - -

Aerodinamik yağlamalı yatak 57 60 - - -

Hidrostatik yağlamalı yatak 58 400 20 StSt 08

Carobronze ndash Kalay bronzu CuSn8 (DIN17662)

p ndash ortalama yuumlzey basıncı

u ndash ccedilevre hızı

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 6: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

4

Elektrik ve su makinaları

nlt1500durma zamanılt8 dak 24 120 10 WM10St50 08hellip15

nlt1500durma zamanıgt8 dak 25 70 10 WM10St50 -

ngt1500durma zamanılt8 dak 26 50 14 WM10St50 -

ngt1500durma zamanı daha

fazla 27 - - WM80St50 -

Turbo makinalar

Michell-eksenel yatağı 28 300 60 WMKHSt -

Buhar tuumlrbinleri 29 80 60 WMSt 08hellip125

Buhar tuumlrbinleri 30 150 60 Bl-BzSt 08hellip125

Diğer turbo makinalar 31 150 - Bl-BzSt 15hellip2

Pistonlu buhar makinaları

kompresoumlrler pompalar

Kroshed ve piston pernoları 32 1200 - WMBl-BzStsert -

Ana milbiyel yatağı 33 900 25 WMBl-BzStsert 1

Ana milmil yatağı 34 350 33 WMBl-BzStsert 14

Krankbiyel yatağı 35 750 35 WMBl-BzStsert 085

Krank mil yatağı 36 450 35 WMBl-BzStsert 1

Dış yatak (Volan) 37 250 30 WMSt -

Kumanda milleri 38 150 - WMSt 1

Kroshed kızağı 39 40 - WMSt -

Kroshed kızağı 40 30 - GGSt -

Lokomotifler

Biyel ve kroshed 41 1500 - WMBzSt -

Kroshed kızağı 42 100 - RgSt -

Otomobil ve uccedilak motorları

Alccedilak devirlibiyel 43 1200 - WMSt 05hellip06

Alccedilak devirli krank mili 44 800 - Bl-BzSt 05hellip06

Yuumlksek devirli 17

23

p

alccedilak devirli

p

Bl-BzStsert -

Uccedilak motoru Bl-BzStsert -

Diesel Motorları

Doumlrt zamanlı ana yatak 45 550hellip1300 - - 045hellip09

Doumlrt zamanlı biyel yatağı 46 1250hellip2500 - - 05hellip08

İki zamanlı ana yatak 47 500hellip900 - - 06hellip075

İki zamanlı biyel yatağı 48 1000hellip1500 - - 055hellip06

5

Ağır makinalar (ziraat ve gemi

iccedilin)

Alccedilak devirli biyel 49 1500 - WMBl-BzStsert 065hellip08

Alccedilak devirli krank mili 50 900 - - 07hellip09

Alccedilak devirli piston pernosu

(bd buumltuumln dayanma yuumlzeyi iccedilin) 51 2400 - - 16hellip17

Yuumlksek devirli15 alccedilak devirp - -

Mafsallar 52 1500 - StsertStsert -

53 300 - GGSt -

54 900 - RgBzStsert -

55 500 - RgBzSt -

Aerostatik yağlamalı yatak 56 350 - - -

Aerodinamik yağlamalı yatak 57 60 - - -

Hidrostatik yağlamalı yatak 58 400 20 StSt 08

Carobronze ndash Kalay bronzu CuSn8 (DIN17662)

p ndash ortalama yuumlzey basıncı

u ndash ccedilevre hızı

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 7: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

5

Ağır makinalar (ziraat ve gemi

iccedilin)

Alccedilak devirli biyel 49 1500 - WMBl-BzStsert 065hellip08

Alccedilak devirli krank mili 50 900 - - 07hellip09

Alccedilak devirli piston pernosu

(bd buumltuumln dayanma yuumlzeyi iccedilin) 51 2400 - - 16hellip17

Yuumlksek devirli15 alccedilak devirp - -

Mafsallar 52 1500 - StsertStsert -

53 300 - GGSt -

54 900 - RgBzStsert -

55 500 - RgBzSt -

Aerostatik yağlamalı yatak 56 350 - - -

Aerodinamik yağlamalı yatak 57 60 - - -

Hidrostatik yağlamalı yatak 58 400 20 StSt 08

Carobronze ndash Kalay bronzu CuSn8 (DIN17662)

p ndash ortalama yuumlzey basıncı

u ndash ccedilevre hızı

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 8: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

6

Şekil 1 ndash DIN 118 G ye goumlre sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (Wuumllfel Typ M) Mil uumlzerine

sabit olarak takılan bileziğin uumlzerine yapışan yağ bir takım sıyırıcılar tarafından

sıyrılarak yatak ile mil arasındaki boşluğa verilir

Şekil 2 ndash Serbest bilezikle yağlamalı flanş yatak (Tek parccedilalı) Mil uumlzerine serbest olarak

takılan bileziğin bir kısmı yağ iccedilinde bulunur Milin doumlnmesiyle bilezik doumlnmeye

başlar Doumlnen bilezik yağ hanesinde uumlzerine yapışan yağı beraberinde suumlruumlkler

ve yukarıda yatak ile mil arasındaki boşluğa verir Cetvel 2 ye bakınız

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 9: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

7

Cetvel 2 ndash DIN322 ye goumlre serbest bilezikli yağlama sistemine ait boyutlar

Değerler mm olarak verilmiştir (RoloffMatek)

Mil ccedilapı 2d Yağ bileziği Kanal h

den e‟ kadar 1d

1b s 2b

min

20 23 45 6 2 8

2 23 28 50 8 3 10

28 30 55 8 3 10

30 34 60 8 3 10

34 36 65 10 3 12

3

36 40 70 10 3 12

40 44 75 10 3 12

44 48 80 10 3 12

48 55 90 12 4 15

55 60 100 12 4 15

60 68 110 12 4 15

68 75 120 12 4 15

75 80 130 12 4 15

80 85 140 15 5 18

4

85 90 150 15 5 18

90 100 160 15 5 18

100 105 170 15 5 18

105 110 180 15 5 18

110 120 200 15 5 18

120 130 210 18 6 22

130 140 235 18 6 22

140 160 250 18 6 22

160 170 265 18 6 22

170 180 280 18 6 22

180 190 300 20 8 24 8

190 200 315 20 8 24

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 10: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

8

Şekil 3 ndash Beyaz maden kaplı iki parccedilalı yatak zarfı

(Nimet OumlZDAŞ ndash Mustafa GEDİKTAŞ)

Şekil 4 ndash Yağı kendi kendine emen yağ depolu sintermetal hazır yatak Goumlvdeye bombeli

oturan sinter burccedil milin bir miktar esneme yapmasına muumlsaade eder Muylu

uumlzerindeki burccedil ccedilelik ve sertleştirilmiştir (RoloffMatek)

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 11: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

9

Şekil 5 ndash a) Mekanizma yatakları (Glyco Essen)

1- Serbest yatak

2- Sabit veya ana yatak (DIN 7473)

b) Sabit yağ bilezikli ayaklı yatak (FlenderBocholt)

1-Mil ile birlikte doumlnen yağ bileziği

2- Yağ sıyırıcı

3- Kenar boşluk

4- Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ deliği

5- Yağ tutma kanalı

c) Serbest yağ bilezikli oynak yatak DIN322 (Flender) (RoloffMatek)

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 12: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

10

Şekil 6 ndashNormlaştırılmış (standart) kaymalı yataklar (konstruumlksiyon boyutları iccedilin

Cetvel 3‟e bakınız)(RoloffMatek)

a) Flanş yatak form ADIN502

b) Flanş yatak form BDIN503

c) Geccedilme yatak form ADIN50

d) Kapalı yatak DIN 50

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 13: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

11

Cetvel 3 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatakların konstruumlksiyon boyutları (RoloffMatek) ) Parantez iccedilindeki değerler muumlmkuumln olduğu kadar kullanılmamalı

) Yatak goumlvdesi toumllaransı 0-01

Yatak burcu toumllaransı +010

) Doumlkuumlm genel toleransları DIN1686 ya goumlre

a) Flanş yatak DIN 502 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

5d

6d 7d

f k m

A B D7 h9 1 -

25 135 60 20 - 50 35 14 M12 20 60 100 - 30

25 35 155 60 20 35 65 35 14 M12 20 75 120 30 40 40

35 45 180 70 25 45 80 40 18 M16 20 90 140 40 5 50

45 55 210 80 30 55 90 50 22 M20 20 100 160 50 60 60

55 (65) 240 90 30 65 110 50 22 M20 25 120 190 60 70 70

(65) (75) 275 100 35 75 130 55 26 M24 25 140 220 70 80 80

b) Flanş yatak DIN 503 (Doumlkuumlm genel toleransları GTB18 DIN1686 ya goumlre)

1d

D10 Form a b c 2d 3d

4d 5d

6d 7d

f h m

1 n t

B D D7 h9

35 45 145 70 20 45 80

1

4R

35 14 M12 20 85 110 50

12

40 5 50

45 55 175 80 25 55 100 45 18 M16 20 105 130 60 50 60 60

55 (65) 195 90 25 65 120 45 18 M16 25 125 150 80 60 70 70

(65) (75) 220 100 30 75 140 50 22 M20 25 150 170 100 70 80 80

(75) 90 240 100 30 85 160 50 22 M20 30 170 190 120 80 90

90 100 260 120 30 100 180 50 22 M20 30 190 210 140 110

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 14: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

12

c) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10 Form a b1 b2 c 2d 3d

max

4d 6d

7d

h1

+02

h2

max

m

GTB16

t

A B D7 - 20 110 50 35 18 - 45

1

4R

12 M10 30 56 75

10

- 25 140 60 40 25 - 60 15 M12 40 75 100

- 30

25 35 160 60 45 25

35 80 15 M12 50 95 120

30 40 40

35 45 190 70 50 30

45 90 19 M16 60 110 140

40 50 50

45 55 220 80 55 35

55 100 24 M20 70 125 160

50 60 60

55 (65) 240 90 60 35

65 120 24 M20 80 145 180

60 70 70

(65) (75) 270 100 70 45

75 140 28 M24 90 165 210

70 80 80

(75) 90 300 100 80 45

85 160 28 M24 100 185 240

80 90

90 100

330 120 90 45 100 180 28 M24 100 195 270 110

d) Geccedilme yatak DIN 504

1d

D10

a

b1

0

-02

2b

b3 c

2d

7 8K h

3d 6d

7d 8d

h1

+02

h2

max

1m

GTB16

2m

25 165 45 35 40 22

35 45

15 M12 M10

40 85 125 125 30 40 50

35 180 50 40 45 25

45 55 50 100 140 140

40 50 60

45 210 55 45 50 30

55 65

19 M16 M12

60 120 160 160 50 60 70

55 225 60 50 55 35

65 75 70 140 175 175

60 70 80

(65) 270 65 53 60 40

80 95

24 M20 M16

80 160 210 210 70 85 100

(75) 290 75 63 70 45

90 105 90 160 230 230

80 95 110

90 330 85 73 80 50 105 120

28 M24 M20

100 200 265 265

100 355 95 81 90 55

115 130 110 220 290 170

110 125 140

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 15: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

13

Şekil 7 ndashYuumlksek basınccedil ndash Yol verme duumlzeni ile donatılmış (Yuumlksek basınccedil yol verme

duumlzenli) bilezikle yağlanan ağır yatak Oumlrneğin Tuumlrbin ve generatoumlr yatakları

gibi Yuumlksek basınccedillı yağ yuumlklenmiş alt yatak zarfından verilir (1) hidrostatik

yağlama Yağlama yağ bileziği ile yapılır (2) hidrodinamik yağlama

(RoloffMatek)

Şekil 8 ndashMonte edilmiş birleşik yatak (Th Goldschmidt4300 Essen1) (Decker)

Birleşik yatak ndash Yatak alaşımı ile yatak zarfından oluşan yataklar veya ccedilok

tabakalı yataklar

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 16: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

14

Şekil 9 ndashRadyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yatak (Sartorius Gmbh 3400 Goumlttingen)

(Decker)

Şekil 10 ndash Radyal ndash Oynak segmanlı ndash kaymalı yataklı ağır dişli ccedilark mekanizması

(Glyco ndash Metall ndash Werke Daelen Hoffman KG 4300 Essen) (Decker)

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 17: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

15

Şekil 11 ndashDIN 1591‟e goumlre yağ delikleri yağ kanalları ve yağ cepleri ile ilgili buumlyuumlkluumlkler (RoloffMatek)

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 18: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

16

1-) Suumlrtuumlnme (Suumlrtme)

Suumlrtuumlnme (suumlrtme) birbirine goumlre izafi harekette bulunan cisimlerin temas yuumlzeylerinin

birbirine karşı goumlsterdikleri direnccediltir şeklinde tarif edilebilir ve birbirinden tamamen farklı uumlccedil ccedileşit

suumlrtuumlnme vardır

Kuru suumlrtuumlnme

Sıvı suumlrtuumlnme (Yuumlzme suumlrtuumlnmesi)

Yarı sıvı suumlrtuumlnme (karma karışık veya sınır suumlrtuumlnmesi)

Eğer yuumlzeyler yağlayıcı madde tarafından tamamen ayrılmış ve yuumlzeyler arasındaki temas

oumlnlenmişse bu hale ldquosıvı suumlrtuumlnmerdquo hali sıvı suumlrtuumlnme ile kuru suumlrtuumlnme arasında ise kısmen

yuumlzeysel temasında bulunduğu geniş bir boumllge vardır ki bu boumllgeye de ldquoyarı suumlrtuumlnmerdquo boumllgesi

denir

Kayma yuumlzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ filmi) hidro dinamik (bilezikli pompalı vs

yağlayıcılar) veya hidrostatik (yağ dışarıdan yuumlksek basınccedilla yatağın iccediline iletilir) yağlama ile

elde edilebilir

Radyal yataklarda sıvı suumlrtuumlnmesinin oluşması iccedilin mil ile yatak birbirine hareketli (oynak)

geccedilme ile geccedilmelidir Suumlkucircnet halinde yuumlzeyler doğrudan doğruya temasta olduğundan hareketin

başlangıcında ccedilok kısa bir suumlre iccedilin yuumlzeyler arasında kuru suumlrtuumlnme oluşur ve mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlnuumln ters tarafına doğru tırmanır Hareket nedeniyle yağ yuumlzeyler arasında

yayıldığında sınır suumlrtuumlnmesi oluşur ve suumlrtuumlnme katsayısı azalmaya başlar Belirli bir değerden

sonra sıvı suumlrtuumlnmesi boumllgesine girilir Sıvı suumlrtuumlnmesi şartlarının sağlanmasıyla mil yatak

iccedilerisinde hareket youmlnuumlne doğru kayar ve eksantrik bir durum alır Boumlylece yağ iccedilinde oluşan

basınccedil yuumlzeyleri birbirinden tamamen ayrılmış ve sıvı suumlrtuumlnmesi halini yaratmıştır Sıvı

suumlrtuumlnme boumllgesinde mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik devir sayısına

(parametrelerden biri) bağlı olduğundan hız arttıkccedila eksantriklik değişmektedir Boumlylece sıvı

suumlrtuumlnmesinde mil merkezinin hareketi soumlz konusu olur (Şekil 12)

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 19: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

17

Şekil 12 ndashCcedileşitli devir sayılarında mil merkezinin youmlruumlnge eğrisi veya konumu

(ACameron‟a goumlre) 180deg yatak iccedilin

1F ve Sabit olan yatakta 005 iccedilin 1 ve 05S

0iccedilin 1 dirS

0

( )

2 ( 13)

F Yatak kuvveti

Roumllatif izafi yatak boşluğu

Boyut oranı

h s Şekil

Yarı sıvı suumlrtmesini oumlnlemek iccedilin muylu ve yatak zarfındaki kayma yuumlzeyleri son derece

kaliteli olmalıdır Bu amaca erişmek uumlzere konstruumlktoumlruumln elindeki imkanlardan bazıları

Muyluyu sertleştirip taşlamak

Uumlst yuumlzeyi ezmek (sıvamak)

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 20: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

18

Kolloidal grafit (Kollag Oildag) iccedilinde yatakları alıştırmak gibi

2-) Yağ basıncı p

Kayma yuumlzeyleri arasında kama şeklindeki kanalda yatağın yuumlkuumlnuuml taşıyan yağ basıncı

hidrodinamik olarak oluşur (Şekil 13)

Şekil 13 ndashCcedileşitli b yatak genişliklerinde a yağlama oluklu ve oluksuz radyal yataklarda yağ

basıncı p nin değişimi (Klemencic‟e goumlre)

2

0

1

Yatak iccedil ccedilapı

Yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Eksantrisite

Minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı (işletmede)

Accedilısal hız

Mil ccedilapı

d

s

e

h

d

Doumlnme youmlnuumlnde daralan boşluğa yağ suumlruumlklenir bu sayede mil yana itilir ve yatak yuumlkuuml ile

yağ basıncı arasında denge oluşuncaya kadar yukarı kalkar

Basınccedil dağılımı Şekil 13 te goumlruumllmektedir Maksimum basınccedil milin doumlnuumlş youmlnuumlnde en dar

yerden biraz oumlnce meydana gelir En dar yerden sonra alccedilak basınccedil (Emme basıncı 025 bar‟a

kadar) olabilir

Yağ filmi titreşimlerine karşı daha iyi bir ccedilalışma durumu elde etmek iccedilin Şekil 14 de

goumlsterilen ccedilok kamalı yatakların kullanılması duumlşuumlnuumllebilir Bu yatakların her yağ kamasında yuumlk

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 21: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

19

taşıyabilecek bir kuvvet oluştuğundan miller daha iyi bir şekilde merkezlenir Kararlılık sağlayan

bu etkisinden dolayı boumlyle yataklarda milin hareketi sakindir

3-) Suumlrtuumlnme katsayısı (sayısı)

Radyal yataklarda suumlrtuumlnme katsayısı Şekil 15 te goumlruumllduumlğuuml gibi devir sayısı arttıkccedila

ccedilok ccedilabuk azalarak en buumlyuumlk değerinden (Hareketsiz haldeki suumlrtuumlnme değeri) minimum 0

değerine ulaşır ve sonra tekrar yuumlkselmeye başlar

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin solunda ndashkarışık suumlrtuumlnme boumllgesinde- yağ basıncı F yuumlkuumlnuuml

yalnız başına taşımaya yetmez Burada suumlrtuumlnme değeri ve aşınma yağın oumlzel oumlzelliklerine

(akışına katılığına) ve suumlrtuumlnme yuumlzeyinin durumuna goumlre değişir

En kuumlccediluumlk (minimum) değerin sağında ndash sıvı suumlrtuumlnme boumllgesinde (yuumlzme suumlrtuumlnmesi de

denir) ndash kayma yuumlzeyleri arasında bir yağ tabakası vardır Yuumlkuuml yağ tabakası taşıdığından bir

metal aşınması olmaz (arzu edilen durum)

Şekil 14 ndashRadyal yataklarda yağ kaması oluşumu ve milin yataklanması iccedilin ccedileşitli

konstruumlksiyon oumlrnekleri

a) Normal dairesel yatak yağ kaması D-d yatak boşluğuna bağlı olarak oluşur

b) ldquoLimon boşluklurdquo yataklar Yağınyatağın ek yerlerinde sıkışmasını oumlnler mile iki

taraflı yataklık eder (iki kamalı yatak) daha kuumlccediluumlk bir yatak boşluğuna imkan verir

(Yataklar ek yerlerinin arasına bir parccedila konarak genişletilir veya daha buumlyuumlk ccedilaplı

bir burccediltan kesilirler)

c) Klemencic‟e goumlre ldquoZikzakrdquo Limon boşluklu yatak (Merkezden kaccedilık -eksantrik-

olarak delinip bir parccedilası ters ccedilevrilmiş yatak)

d) Uumlccedil temas yuumlzeyli yatak (Aslında dairesel olan burcun presle uumlccedil destek arasına

oturtulmasıyla elde edilmiştir Mackensen‟den)

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 22: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

20

e) Doumlrt temas yuumlzeyli yatak

f) Radyal oynak segmanlı yatak

Şekil 15 ndash70 mm mil ccedilapında bilezikle yağlamalı bir yatak iccedilin ccedileşitli yuumlzey basıncı p

değerlerine karşılık gelen suumlrtuumlnme katsayısı devir sayısı eğrileri

(Stribeck‟e goumlre)

Buna karşılık en kuumlccediluumlk değer 0 metal suumlrtuumlnmesi olmadan erişilebilen en ince yağ

tabakası ile orantılıdır yani kayma yuumlzeylerinin işlenmesine bağlıdır

Ayrıca suumlrtuumlnme katsayısı suumlrtuumlnme momenti MR‟e bağlı olarak aşağıdaki denklemden

de elde edilebilir

2

R RM M F d

F d N m N m (1)

Şimdi bazı tarifler yapalım

min

0

Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı)

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı (Şekil 16)

En kuumlccediluumlk (minimum) yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı

uuml

uuml

n

h

h

0

suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil 16)

Geccediliş ccedilevre hızı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı ye karşılık gelen ccedilevre hızı)

En kuumlccediluumlk (minimum)

uuml uumlu n

h

min

min min

yağ filmi kalınlığı ( İşletme devir sayısında)

En kuumlccediluumlk (minimum) devir sayısı (Muumlsaade edilen minimum yağ filmi kalınlığı

değerinin oluşacağı minimum devir sayısı sınırı veya değerinin

n

h h oluşacağı

devir sayısı)

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 23: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

21

Şekil 16 ndashMuumlsaade edilen yağ filmi kalınlığı hmin maksimum puumlruumlz derinliği (puumlruumlzluumlluumlk) Rmax(Rt)

ve form (Şekil veya biccedilim) toleransı Tf iccedilin kabul edilebilir(tavsiye edilen oumlnerilen)

değerler DIN7182 (VDI2204‟e goumlre)

Bu tariflerden sonra hidrodinamik yağlamanın var olduğu yataklarda

min 0uumlh h (2)

ve

0uuml th R (3)

şeklinde olmalıdır (Şekil 16) Rmax (veya Rt) ile ilgili bilgiler iccedilin Cetvel 4‟e bakınız

Niemann uumlp u faktoumlruumlnuumln kontroluumlnuuml de yapmıştır Şoumlyle ki

Oumlzguumll yatakguumlcuumluumlp u

Boyut analizi yapalım

2

2uuml

N m N mp u m

sm sn

yani uumlp u faktoumlruuml yatağın birim alanına duumlşen guumlcuumlnuuml ifade eder

Beyaz metal yataklarda

512 10 uumlp u N m s (4)

OLMAMALIDIR

Olduğu taktirde

Karışık suumlrtuumlnme boumllgesine doumlnuumllebilir

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 24: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

22

Dolayısıyla yatakta bir frenleme olabilir

Yatak ısınabilirBu taktirde ilave soğutmaya (yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama

oumlrneğin devridaim yağlama gibi) gereksinim duyulabilir

Cetvel 4 ndash Yuumlzey işleme işaretleri dolayısıyla yuumlzey kalitesine karşılık gelen maksimum

puumlruumlz derinliği (yuumlzey puumlruumlzluumlluumlğuuml) Rmax ve imalat (işleme) youmlntemleri

Yuumlzey işleme

işaretleri

Muumlsaade edilen maksimum

puumlruumlz derinliği Rmax ( m olarak)

Accedilıklama

Seri1 Seri2 Seri3 Seri4

- - - -

Herhangi bir talaş kaldırma işlemine bağlı

olmadan şekil verilmiş parccedilalarda yuumlzey

duumlzguumlnluumlğuuml ve puumlruumlzluumlluumlğuuml bakımından bir

şart soumlz konusu olmadığı zaman sembole

ihtiyaccedil yoktur Oumlrneğin doumlkme doumlvme

haddeleme ve presleme yolu ile elde edilmiş

imalatlar bu sınıfa girer

max 250R

Talaş kaldırma işlemine bağlı olmayan fakat

itinalı şekilde hazırlanan yuumlzeyler yandaki

sembolle belirtilir Oumlrnek olarak yukarıdaki

işlemler temiz ve itinalı yapılırsa bu sınıfa

giren yuumlzey kalitesi elde edilir

160 100 63 25

Kaba talaş kaldırma yolu ile elde edilen

yuumlzeyler tek uumlccedilgenle belirtilen bu kalitededir

Talaş alma sonucu meydana gelen yuumlzey

uumlzerindeki ccedilizgiler goumlzle goumlruumllebilir ve

parmak ucu ile de hissedilebilir

40 25 16 10

İtinalı bir şekilde orta incelikte ve ince talaş

kaldırma yolu ile elde edilen yuumlzeyler iki

uumlccedilgenle goumlsterilir Ccedilizgiler goumlzle ancak

goumlruumllebilir durumdadır

16 63 4 25

İnce talaş kaldırma ve itinalı taşlama yolu ile

elde edilen yuumlzeyler uumlccedil uumlccedilgenle goumlsterilir

Yuumlzeydeki ccedilizgiler goumlzle de goumlruumllmez

- 1 1 04

Ccedilok hassas işleme yoluyla elde edilen yuumlksek

kaliteli yuumlzeyler doumlrt uumlccedilgenle belirtilir Oumlrnek

olarak lepleme yoluyla elde edilen yuumlzeyler

bu kalitede elde edilir

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 25: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

23

4-) Roumllatif (izafi) yatak boşluğu

İzafi yatak boşluğu aşağıdaki formuumllle tarif edilebilir

2 1

1

d d s

d d (5)

Burada

2

1

1

Yatak iccedil ccedilapı

Mil ccedilapı

Yatak boşluğu veya radyal yatak boşluğu (işletme yatak boşluğu)

Radyal yatak - Nominal ccedilapı (= )

d

d

s

d d

İzafi yatak boşluğu

Kuumlccediluumlk olursa

Yatağın ısınması artar dolayısıyla aşırı suumlrtuumlnme kaybı meydana gelir

Buumlyuumlk olursa

Yağ ile soğutmada yatağın ısınması az fakat taşıma yuumlkuumlnuumln aynı kalabilmesi iccedilin

viskozitesi daha yuumlksek bir yağ ihtiyacı ortaya ccedilıkar

iccedilin kabul edilebilir (tavsiye edilen oumlnerilen veya uygun) değerler Cetvel 5 te

verilmiştir Bu değerler yaklaşık olarak

305 3 10 (6)

arasında olup ekseriya (en ccedilok)

31 10 (7

alınır veya Vogelpohl‟a goumlre

3408 10u (8)

bağıntısından hesaplanabilir

Milin ccedilevre hızı u m sn

Bu eşitlik değerlerinden 25 civarında sapılabilir Kullanım kolaylığı bakımından

nin mil ccedilevre hızı u ya goumlre değişimi Şekil 17 yatak ndash mil toleranslarına goumlre değerleri

Cetvel 6 ve Şekil 18 yatak malzemesine bağlı olarak kullanım alanları ise Cetvel 7 de verilmiştir

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 26: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

24

Cetvel 5 ndash Makina konstruumlksiyonunda23 kullanılan madensel yataklar iccedilin kabul edilebilir

(uygun tavsiye edilen veya oumlnerilen) roumllatif (izafi)) yatak boşluğu

˙103 değerleri

2p N cm u m sn

lt20 20-100 gt100

lt200 03-06 06-12 12-20

200-1000 06-12 12-20 20-30

gt1000 12-20 20-30 30-45

2 ) Takım tezgahları yatakları iccedilin hassas yataklanmış milde =005 025 ve Rt 1 m

3 ) Pres malzemeli yataklar iccedilineğer genleşme (şişme) tehlikesi var ise 5 Ayrıca zorunlu olmadıkccedila

aşağıdaki en kuumlccediluumlk değerlerin altına duumlşmemeli

Suni malzemeli yataklar min 3

Kır doumlkme yataklar min 1

Sinter metal yataklar min 15

Hafif metal yataklar min 13

Ultramid-B min 75

Kurşun bronzu yataklar min 1

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 27: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

25

Şekil 17 ndashMil ccedilevre hızı u nun fonksiyonu olarak izafi yatak boşluğu (RoloffMatek)

Cetvel 6 ndashCcedileşitlihareketli geccedilme durumları iccedilinortalama izafi yatak boşluğu ve

ortalama işletme yatak boşluğu s m

Değerler yaklaşık olarak H7 ile f7e7d7c7b7 ve a7 veya d8c8b8 ve a8

eşlendirilmelerinde de kullanılabilir (Karl-Heinz DECKER)

Ayrıca VDI2204‟e goumlre şekil 19 dan da seccedililir

Şekil 19 incelendiğinde

Aşırı yuumlkler ve kuumlccediluumlk kayma hızlarında kuumlccediluumlk

Kuumlccediluumlk yuumlkler ve buumlyuumlk kayma hızlarında buumlyuumlk

değerlerinin elde edileceği goumlruumlluumlr

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 28: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

26

Şekil 18 ndashYatak ccedilapı dL ye bağlı olarak ISO-Geccedilmelerinin tolerans boumllgeleri ve izafi

yatak boşluğu değerleri (VDI2201‟ e goumlre)(RoloffMatek)

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 29: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

27

Cetvel 7 ndashYatak malzemesi ve kullanım alanlarına goumlre değerleri

(Mustafa AKKURT ndash Mustafa SAVCI)

Yatak Malzemesi 310 Kullanıldığı yerler

Beyaz metal 05 12 Ccedilok oumlnemli ve oumlnemli yataklar

(MotorTuumlrbinvs) u 3msn

Bronz ve bronz alaşımları 1 2 Normal işletme şartlarındaki yataklar

u 4msn

Sinter malzeme 2 25 Oumlzel yataklar u 1msn

Grafitli doumlkme demir 25 35 Elle doumlnduumlruumllen mil yatakları u 1msn

Plastik malzemeler 45 Oumlnemsiz yataklar u 2

msn

III ndash Radyal yatakların hesabı

1 ) Sommerfeld sayısı S0

Sommerfeld sayısı veya kuvvet faktoumlruuml S0

2 2

0

2 2

12

p p p nS

N N s dns sm m

(9)

bağıntısı ile tariflenir

p Ortalama yuumlzey basıncı (Yatağın ortalama basıncı nominal yuumlzey basıncı)

2

F p F b dp

Nb d N m mm

(10)

b - Yatak genişliği ( Taşıyıcı yatak genişliğiyatak burcu genişliği)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı (=d1 d1 ndash Mil ccedilapı)

- Dinamik viskozite (İşletme sıcaklığında) veya dinamik işletme viskozitesi

- Accedilısal hız

21

nn

devs s

(11)

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 30: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

28

Şekil 19 ndashRoumllatif yağ filmi kalınlığı ve işletme buumlyuumlkluumlklerine bağlı olarak roumllatif yatak

boşluğu değerleri =1 olması halinde lt05 iccedilin S0gt1 dir

Sommerfeld sayısı boyutsuz bir değer olarak yatağın tuumlm suumlrtuumlnme (suumlrtme) hallerini

karakterize eder

Vogelpohl‟a goumlre

S0gt1 Ağır yuumlkluuml yataklar

S0lt1 Yuumlksek hızlı yataklar

Karl ndash Heinz Decker‟e goumlre

Yataklar Sommerfeld sayıları ile değerlendirilir

S0 1 Yuumlksek hızlı yataklar (Hafif zorlananhafif yuumlkluuml)

S0gt1 3 Orta yuumlkluuml yataklar (Normal zorlanan normal yuumlkluuml)

S0gt3 Ağır zorlanan yataklar (Ağır zorlanan)

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 31: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

29

2 ) Sıvı suumlrtuumlnmesi (Hidrodinamik sıvı suumlrtuumlnmesi) iccedilin sıvı suumlrtuumlnme

katsayısı

Hidrodinamik yağlama boumllgesinde ccedilalışan

Ağır yuumlkluuml yataklar iccedilin suumlrtuumlnme katsayısı Guumlmbel ve Falz‟ın araştırmalarına goumlre

ye bağlı olarak

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (12)

Yuumlksek hızlı yataklar iccedilin Petroff‟a goumlre

0

0 0

31

kS iccedilin

S S (13)

k ndash Suumlrtuumlnme katsayısı iccedilin faktoumlr

Vogelpohl k faktoumlruumlnuumln ortalama değerini kapalı yataklar iccedilin

3k (14)

olarak oumlnerilmiştir

3 ) Suumlrtuumlnme guumlcuuml PR

Kayma yuumlzeyleri arasında suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan suumlrtuumlnme işi ısıya doumlnuumlşmekte ve

ccedilevreye iletilmektedir

Suumlrtuumlnmeden dolayı meydana gelen guumlccedil kaybı (suumlrtuumlnme kayıp guumlcuuml) veya suumlrtuumlnme guumlcuuml

(suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı)

( )

RR

P F uP F u

Nm s N m s

W

(15)

bağıntısından bulunur

F ndash Yatak kuvveti veya yatak yuumlkuuml

u ndash Milin ccedilevre hız

60

d n u d nu

m dms dak

(16)

u d nu d n

m dms s

(17)

Bilinen değerler (15) denkleminde yerine konulursa

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 32: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

30

0 1 S iccedilin

0

2 2

2 2

3

23 3

2

R

R

P F u p b d d nS

nP d b n p d b n p

p p

n

23 2RP d b n p n (18)

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

34

d V d bV b

m m m (19)

ile

3 4 2RP V n p n

312 2RP V p n

(20)

veya

330RP V p n

(21)

3 312 2 30V p n V p n

(22)

- Yardımcı değer (S0 gt1)

0 1 S iccedilin

0

2

2

3

3

2

R

R

P F u p b d d nS

P d b n pp

n

2 2 2 13 2RP d b n (23)

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 33: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

31

2 112 2RP V n

(24)

veya

2

75R

nP V

(25)

2

2 112 2 75

nn V V

(26)

‟ - Yardımcı değer (S0 lt1)

3

2 2

RP p n V

Nm N d Ns msm ms

W

denklemleri bulunur

(21) ve (25) numaralı eşitlikler incelendiğinde suumlrtuumlnme guumlcuuml (suumlrtuumlnme yolu ile

kaybolan guumlccedil) PR bdquoin

Ağır yuumlkluuml yataklarda (S0gt1) yatak boşluğuna ( )

Yuumlksek hızlı yataklarda S0lt1) yuumlkleme (zorlanma) değerine p

bağlı olmadığı goumlruumlluumlr

4 ) Isı Bilanccedilosu (Isıl Denge Denklemi veya Isı Kontroluuml)

Yatakta suumlrtuumlnmeden dolayı oluşan ısı yani suumlrtuumlnme ısısı PR ile yatak dış yuumlzeyinden

ccedilevre ortama atılan ısı veya devridaim ettirilen soğutma yağı (diğer soğutma oumlnlemleri de olabilir)

tarafından alınan ısı arasında bir ısıl denge denklemi yazılabilir

a) Yatak işletme sıcaklığı

Yatak goumlvdesinin buumltuumlnuuml sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse 0

ccedilevre ortam

sıcaklığı olmak uumlzere yatak goumlvdesinin soğutma guumlcuuml (yatağın soğutma guumlcuuml) yani yatak dış

yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısı

0

0 2

2

( )

R

R

P AP A s

Nm W Cms m K

W

(27)

bağıntısı ile ifade edilir

- Isı taşınım katsayısı (Yatak dış yuumlzeyi ile ccedilevre ortam arasında gerccedilekleşen ısı geccedilişi

iccedilin)

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 34: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

32

Yaklaşık değerler

Doğal ısı taşınımında

Kaba hesaplar iccedilin oumlzel bir soğutmaya tabi olmayan yataklarda ortalama değer olarak

2(15 25) W m K (28)

ve

Normal şartlarda yani durgun(sakin) hava hali (veya hava hızı w=125 ms) olan serbest

bilezikle yağlamalı yataklar iccedilin

220 W

m K (29)

alınabilir

Zorlanmış ısı taşınımında

230 W

m K (30)

veya

Yatak etrafında hava hareketi var ise (w-ms olarak yatak etrafındaki havanın ortalama

hızı) ldquoVOGELPOHLrdquo

2

7 12

( )

Ww

W msm K

(31)

eşitliği kullanılabilir

A - Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi (Yatak dış yuumlzeyi soğutma yuumlzeyi etkili soğutma yuumlzeyi

veya yatak goumlvdesinin ccedilevre ortam ile temastaki dış yuumlzeyi)

Yaklaşık olarak

Ayaklı yatak goumlvdeleri iccedilin (Palmgren‟e goumlre)

2

A L HA H L H

m m mfrac12 (32)

H - Yatak yuumlksekliği

L - Yatak genişliği

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 35: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

33

DIN 118G (Dlt02m) ye goumlre yataklar iccedilin

29

A dA d d

m m (33)

Makina ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları iccedilin

215 25

A d bA b d

m m m (34)

alınabilir

Gerekiyorsa A soğutma kanatları (Kanatccedilıkları) ilavesi ile buumlyuumltuumllebilir

Yatak işletme sıcaklığı nın hesabı

0 1 S iccedilin

PR (Eşitlik 21) değeri (27) denkleminde yerine konulursa

0( )A

0 0W

A (35)

0

2

W

mK NsC CmNs

frac12

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Isınma karakteristik sayısı)

W

A (36)

330 ( 22)V p n Eşitlik

dir

Basit olarak W ve ya bağlı olarak şekil 20 den ( 0 20 C iccedilin ) alınabilir

Normal şartlarda yatak işletme sıcaklığı madeni yağlar iccedilin 70deg 90degC yi aşmamalıdır

70 90em C (37)

60 C (38)

uygun bir değerdir

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 36: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

34

emolması halinde ilave soğutma (Yağ pompası ile yapılan basınccedillı yağlama oumlrneğin

devridaim yağlama gibi) yapılır

Şekil 20 ndash S0gt1 ve 20O C de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nin bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

2

0 0

2

3( 10 )

W

Ns mKW Km N s

Pa s cP

frac12 (39)

bağıntısından hesaplanabilir veya Şekil 21 deki ( )f diyagramından okunabilir Şekil 22 den de

faydalanmak muumlmkuumlnduumlr

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 37: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

35

Şekil 21 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı normal (standart) yağlar iccedilin

Oumlzetlersek 0 1S

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 35)W Eşitlik

veya

( )( 20)

(50 )

W mK N sC Şekil

cP C

frac12

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 38: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

36

Dinamik işletme viskozitesi

2

0 ( 39)W Eşitlik

veya

2 21(50 )

CN s m Şekil

cP C

bulunur

Not Yağ tabakasının ortalama sıcaklığı yaklaşık olarak yatağın sıcaklığı (veya yatağın

ve milin suumlrtuumlnme yuumlzeylerindeki ccedilalışma sıcaklığı) olarak alınabilir

0 1S iccedilin

Yatak işletme sıcaklığı

PR (Eşitlik 25) değeri (27) denkleminde yerine konursa

0( )A

0 0W

A (40)

0

2 2( )

W

C Cm K Ns Ns m

elde edilir Burada

W - Isınma faktoumlruuml (Radyal yataklarda 0 1S hali iccedilin)

W A (41)

2

75 ( 26)n

V Eşitlik

dir

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 39: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

37

Şekil 22 ndashViskozite ndash Sıcaklık diyagramı (GNiemann ve DIN 51519) Viskozite indeksi 50

(VI=50) olan yağlar iccedilin geccedilerlidir (RoloffMatek)

1)

1E = 1 Engler derecesi (50degC de)

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 40: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

38

Ayrıca W ve ya bağlı olarak şekil 23 ten ( 0 =20degC iccedilin) kolayca okunabilir

Şekil 23 ndash S0 lt1 ve 0 =20degC de yatak işletme sıcaklığının tespit edilmesi (VDI 2204‟ e

goumlre)

Yatak işletme sıcaklığı nın bilinmesiyle dinamik işletme viskozitesi

0

2

2

( )

W

NsW K m Km Ns

Pas

(42)

bağıntısından hesaplanabilir veya şekil 21 deki VT- Diyagramından (Viskozite ndash Sıcaklık)

alınabilir

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 41: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

39

Oumlzetlersek (S0 lt 1)

Yatak işletme sıcaklığı

0 ( 40)W Eşitlik

veya

2 ( )

( 23)(50 )

W m K NsC Şekil

cP C

Dinamik işletme viskozitesi

( 42)O W Eşitlik

veya

2 ( 21)(50 )

CNs m Şekil

cP C

bulunur

5 ) Soğutma Yağı Miktarı (Soğutucu yağ debisi) QK

Yatakta suumlrtuumlnme ile uumlretilen ısı yatak dış yuumlzeyinden ccedilevre ortama atılan ısıdan daha

fazla ise yağ sıcaklığının muumlsaade edilemeyecek ( em =70deg 90degC) kadar yuumlksek değerlere

ccedilıkmasını oumlnlemek uumlzere alınması oumlzel oumlnlemlerin alınması gerekir Oumlrneğin devridaim yağlama

sistemi gibi İşte dışarıdan yağla beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı miktarı (yağın

soğutma guumlcuuml)

2 1( )KK yağ yağ KP c Q 3

3

yağ yağKK KcP Q

Ws kg mW Kkg K m s

(43)

dir Burada

yağc - Yağın oumlzguumll ısısı (Cetvel 8)

yağ - Yağın yoğunluğu

3

31670 10

yağNmc

m K (44)

3

34190 10

suNmc

m K (45)

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 42: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

40

Cetvel 8 ndash Ccedileşitli soğutucu akışkanlar iccedilin karakteristik değerler Normal şartlarda

Soğutucu akışkan Oumlzguumll ısı c [Ws(kg K)] Yoğunluk [kgm3]

Madeni Yağ (17 21) 10

800 950

Sentetik yağ (17 21) 10 800 950

Su 42 103 1000

Kuru hava 1 103 12

KQ - Soğutucu yağ debisi (Soğutma iccedilin gerekli yağ debisi)

2 1 (46)

- Soğutucu yağın ccedilıkış ve giriş sıcaklıkları farkı

Soğutucu akışkan olarak

Yağ kullanılıyor ise

Madeni yağlar iccedilin

10 ( 20)K Max (47)

Su kullanılıyor ise

5K (48)

alınabilir

Şu halde ısıl denge denklemi genel olarak ldquoYatakta oluşan ısı yataktan ccedilevre ortama

verilen ısı ile yağ tarafından dışarıya atılan ısıya eşitrdquo olduğu taktirde yazılır Formuumlle edilirse ısı

kontroluuml

0 2 1yağ yağ K

Suumlrtuumlnmeden Goumlvde YağMeydanagelen ısı Tarafından alınanısı

F u A c Q

(49)

denklemi ile yapılır İnceleyelim

Yağ devresi yatak iccedilinde olan sistemlerde (Sabit ve serbest bilezikli yağlama şekilleri gibi)

buumltuumln ısının yatak goumlvdesinden dışarı atıldığı kabul edilirse (Goumlvde yoluyla iletilen ısının

oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki gibi ifade edilir

0 ( 27)F u A Eşitlik

Yatağın ccedilalışma sıcaklığı

0 em

F u

A (50)

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 43: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

41

0 1S iccedilin

0 0( 35)W Eşitlik

A

0 1S iccedilin

0 0( 40)W Eşitlik

A

Dışarıdan yağla beslenen yataklarda (Pompalı yağlama oumlrneğin devridaim yağlama gibi)

buumltuumln ısının devridaim ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse (Yağlayıcı madde

tarafından ccedilevre ortama iletilen ısının oumlnemli olması halinde) 49 formuumlluuml aşağıdaki yeni

şekli alır

2 1yağ yağ KF u c Q (51)

(Burada yatak goumlvdesinden dışarı atılan ısı yani yatağın soğutma guumlcuuml emniyet duumlşuumlncesiyle

ihmal edilmiştir)

ve QK ile goumlsterilen soğutma yağı miktarı soğutucu yağ debisi devridaim ettirilmesi gereken

soğutma yağı miktarı veya devridaim soğutma yağı

2 1 2 1

RK

yağ yağ yağ

PF uQ

c c (52)

Hesaplarımızda kullandığımız emniyetli (PKK yerine PR alınmıştır) bağıntıdan bulunur

Soğutucu akışkan olarak su kullanılacak olursa QKW yani soğutma suyu miktarı (debisi)

devridaim ettirilmesi gereken soğutma suyu miktarı veya devridaim soğutma suyu

2 1

RKW

su

PQ

c (53)

bağıntısından hesaplanır

Not ldquoHelisel alın dişli ccedilarklar ndashTuncer OumlZKANrdquo

Dalma yağlamalı bir sistemde soğutma suyu ile dışarıya atıla ısı iccedilin yağ banyosunda su

serpantini kullanılıyorsa (Şekil 2425) soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

2

2

dKK K KKK

d

P A P KA

WK m W Km K

(54)

olmalıdır Burada

K - Toplam ısı geccediliş katsayısı (Soğutma borusunun iccedilinde ve dışında akışkan

bulunması hali goumlz oumlnuumlne alınarak)

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 44: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

42

Yağ- Metal-Su arasındaki ısı geccedilişi soğutma suyunun akış hızı 05 suV m s ve bakır

boru iccedilin

2400 ( ) (AKThomas WCharchut)K k cal m h C (55)

alınabilir

Ayrıca Niemann

Bakır iccedilin

231

2 10m K

WK (56)

Princcedil alaşım iccedilin

231

3 5 10m K

WK (57)

değerlerini vermiştir

Mukayese edelim

2 21 ( ) 1163 ( )k cal m h C W m K

olduğuna goumlre

2 2400 ( ) 400 1163 4652 ( )k cal m h C W m K

3 2 3 21215 10 ile 2 10

4652m K W m K W birbirine ccedilok yakın

d - Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık farkı

1 21( 05 )

2d yağ yağ

(58)

yağ - Ortalama yağ banyosu suumlrekli sıcaklığı

1 - Soğutma suyunun giriş sıcaklığı

2 - Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı

- Soğutma suyundaki sıcaklık artışı 2 1

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

KAL

d (59)

d - Boru ccedilapı (Genellikle iccedil ccedilap)

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 45: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

43

Şekil 24 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatakları yağlama ve soğutma devre şeması

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 46: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

44

Şekil 25 ndash ldquoMAZrdquo Pompa yatağı su serpantini

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 47: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

45

Gerekli soğutma suyu debisi

(60)

2

1000 604

su susu su

Q Vd dQ V

lt dak m m s (61)

226 47

4

su susu su su

Q Vd dQ V d V

lt dak cm m s (62)

Soğutma suyunun akış hızı tecruumlbelere goumlre 05 suV m s yi aşmamalıdır 05 suV m s

iccedilin

2235

susu

Q dQ d

lt dak cm (63)

dir

Dirk-Olaf Leimann puumlruumlzsuumlz soğutma borusu (serpantin) kullanılarak sistemden

alınan veya soğutma suyu ile dışarıya atılan ısı miktarını

KK K dP K A (64)

şeklinde vermiştir(Eşitlik 54 ile mukayese edilirse ccedilarpanı var)

- Soğutma serpantininin verimi

Yağ banyosunda bulunan puumlruumlzsuumlz soğutucu boru iccedilin 05 kabul edilmiştir

Ayrıca serpantinin şekillendirilmesi ve yağ banyosuna yerleştirilmesi gibi faktoumlrlerin de

verim uumlzerindeki etkilerini unutmamak gerekir

OumlRNEK

ldquoMAZrdquo pompa yatağında kullanılması duumlşuumlnuumllen (Şekil 24) soğutma serpantininin

boyutlandırılması istenmektedir

Yatak FAG 6321 (105x225x49)

Pmotor 1250 BG (~920 kW)

Yatak kaybı yatak kayıp guumlcuuml veya yataktaki guumlccedil kaybı ( 0VB VBP P )

Rulmanlı yataklarda

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 01‟i

Radyal kaymalı yataklarda

2

34

su susu su

Q Vd dQ V

m s m m s

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 48: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

46

Her bir yatak iccedilin yaklaşık olarak mekanizma guumlcuumlnuumln 05 hellip15‟i (Normal

işletme şartlarında kullanılan yataklarda) 01 hellip 3‟uuml (Yuumlksek guumlccedillerde kullanılan

yataklarda ) alınabilir

VBP - Yuumlklenmiş yataklardaki kayıp

0VBP - Yuumlksuumlz (boşta ccedilalışan) yataklardaki kayıp

0

0

01 01 920

0920 920

VB VB M

VB VB

P P P

P P kw W

Sızdırmazlık kaybı VDP

SchrocircderLeimann‟a goumlre sızdırmazlık kaybı her bir radyal-mil keccedilesi (bir sızdırmaz

dudaklı)iccedilin keccedile dudağının temasına karşılık gelen ccedilap ve ccedilevre hızına goumlre Şekil 26 da

verilmiştir

Ccedilevre hızı t

kW

Sız

dır

maz

lık k

aybı

PV

D

Şekil 26 ndash Bir radyal-mil keccedilesi iccedilin sızdırmazlık kaybı PVD ‟nin keccedile dudağının temas

ettiği mil ccedilapı dD ve bu ccedilapa karşılık gelen ccedilevre hızına goumlre değişimi

Ccedilevre hızı

0092 2950

60 60

14

Dt

t

d n

m sn

(92x124x6 oumllccediluumllerinde iki adet keccedile kullanılmıştır)

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 49: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

47

Toplam kayıp guumlccedil RP

Sıcaklık değerleri (kabul)

45ordm yağ C (Yağın buharlaşmaya başlamasını oumlnlemek amacıyla muumlsaade edilecek

en yuumlksek sınır olarak Mten BOSCH)

1 20ordmC

(Soğutma suyunun giriş sıcaklığı)

2 25ordmC

(Soğutma suyunun ccedilıkış sıcaklığı)

1 2

2d yağ (Eşitlik 58) Yağ ile soğutma suyu arasındaki ortalama sıcaklık

farkı

20 2545

2

225ordm

d

d C

Bakır boru ( 645

mm) kullanıldığına goumlre soğutma serpantininin gerekli dış yuumlzeyi

( 64)RK

d

PA Eşitlik

K

3

2

13202 10

225 05

0235

K

K

A

A m

Soğutma borusunun gerekli uzunluğu

( 59)KAL Eşitlik

d

1

14 02 ( 26)

92

t

VD

D

m snP kw Şekil

d mm

12 2 02

04 400

VD VD

VD

P P

P kw w

920 400

1320

R

R

P

P W

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 50: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

48

3

0235

45 10

16

L

L m

bulunur

Serpantin iccedilin 65 Adet 6 45 mm Ccedilapında 250 mm boyunda bakır boru

kullanılmıştır (Şekil 25)

Kontrol 65 0250 16 m

5 ) Toplam yağ miktarı Q

t yağ devir suumlresi olmak uumlzere yağ hariccedilteki bir toplama tankından geccediliyorsa toplama

tankındaki yağ hacminin devir suumlresi 4 30t dak (Enduumlstri mekanizmalarında en az

4 5dak ) alınır Oumlyleyse toplam yağ miktarı

KK

QQ tQ Q t

Litre Litre dak dak (65)

bağıntısı ile hesaplanabilir

6 ) Minimum (Enkuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (İşletme devir sayısında) h0

İşletme devir sayısında minimum yağ filmi (tabakası) kalınlığı

0 22

sh d

(66)

denkleminden bulunur Burada

s - İşletme yatak boşluğu (Eşitlik 5)

d - Radyal yatak ndash Nominal ccedilapı

- İzafi yatak boşluğu (Eşitlik 5)

- İzafi (Roumllatif) yağ filmi (tabakası) kalınlığı

dır

ldquoFalz ldquo ve ldquoBauerrdquo bdquoe goumlre izafi yağ filmi kalınlığı

0

( 2)h

s (Eşitlik 66)

İfadesiyle b d olan yataklarda iyi bir yaklaşıklıkla

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 51: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

49

S0 ge 1 iccedilin 0 2 olması halinde

2

0

1 2 2veya

2 1 1

n

S p (67)

22

1

n p

Ns Ns mm

S0 lt 1 iccedilin 05 2 olması halinde

Şekil 19 ile mukayese ediniz ( =1 eğrileri)

201 2

1 veya 1 42 2 1

S n

p (68)

S0 gt1 olması durumunda nın sınır değerleri

05 1bd

iccedilin

033 051

(69)

şeklinde olup

02 04 ( 03) Ekseriya (70)

seccedililir ve buna bağlı olarak izafi (roumllatif) yatak boşluğu Şekil 19 daki diyagramdan

bulunur Hafif yuumlkluuml yuumlksek devirli yataklarda uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana

gelebilir yi tespit edebilmek iccedilin S0 lt 1 ( =60degC ile) kontroluuml ve S0 lt 1 iccedilin yeniden

(tekrar) hesap yapılır

7 ) Geccediliş devir sayısı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) nuuml

Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı veya doumlnme hızı

S0 gt 1 iccedilin

0

0

uumluuml

hn n

h (71)

eşitliğinden hesaplanır

0uumlh - Minimum yağ filmi kalınlığı (Geccediliş devir sayısında sıvı suumlrtuumlnmenin

oluşacağı devir sayısında veya sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş doumlnme hızında Şekil

16 Cetvel 9)

ldquoVogelpohlrdquo bdquoa goumlre geccediliş devir sayısı uumln

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 52: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

50

3

21

uuml uumluuml uuml

n KF F Vn K

NsV m N ms m

(72)

bağıntısından hesaplanabilir

V - Yatak muylusunun hacmi (Eşitlik 19)

uumlK - Katsayı

Ortalama değer olararak

917 10 uumlK m (73)

dir

Yine ldquoVogelpohlrdquo

ult3 ms iccedilin

3uuml

n

n (74)

veya

uuml

nu

n (75)

İfadeleri oumlnerilmiştir

u - Ccedilevre hızı [ms]

u - u‟ nun sayısal değeri (mutlak değer)

S0 lt 1 iccedilin

Geccediliş devir sayısı nuuml S0 = 1 bdquoe karşılık gelen yardımcı değerlerle hesaplanır

0 ( 66)2

sh Eşitlik

0

1 2( 67)

2 (1 )Eşitlik

S

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 53: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

51

2

0

( 9)2

pn Eşitlik

S

S0 =1 bdquoe karşılık gelen

00 0 1

0

1 2 1 2

2 2 (1 ) 2 2 (1 )S

s sh h

S

0

2 2

10 2 2S

p pn n

S

2 2

0 1

2 2

2 4 (1 ) 2 4 1

n p s p n s

nh

0

0 1

2

4 1

n sS n

h (76)

yardımcı değeri ile nuuml

00 1

uuml uumlnn h

h (77)

şeklinde hesaplanır

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 54: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

52

Not

ldquoMten BOSCHrdquo bdquoa goumlre

Yağın 20 degC deki viskozitesi işletme sıcaklığındaki viskozitesinin 6hellip10 katı

olduğundan harekete geccedilme sırasında normal devir sayısının 16 sına veya 110 una varıldığı

sırada sıvı suumlrtmesi başlamış olacaktır Oumlzellikle makina hareketten durmaya geccedilerken yani

doumlnmekte olan makina dururken işletme sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır Hız

duumlştuumlkccedile yarı sıvı suumlrtmesi boumllgesine girilir ve bunun sonucunda aşınmalar meydana gelir Bu

nedenle genel olarak kayma yuumlzeylerinin hesabında normal kayma hızından (devir

sayısından) ccedilok daha kuumlccediluumlk hızlarda oumlrneğin normalin 10 unda sıvı suumlrtmesinin sağlanması

istenir Yatağın duumlşuumlk hızlarda ccedilalışması ne kadar uzun suumlrer ve ne kadar ccedilok tekrar ederse bu

şart o kadar fazla oumlnem kazanır

ldquo Mustafa GEDİKTAŞrdquo tan

Yağ filminin normal devir sayısından daha oumlnce teşekkuumlluuml yarı sıvı suumlrtuumlnme

boumllgesinden ccedilabuk ccedilıkılması bakımından faydalı olur Bu nedenle film hesaplarında geccediliş

devir sayısı

03 07gn n (78)

kullanılır Isı hesaplarında ise nominal devir sayısı n goumlz oumlnuumlne alınır

8) Minimum (en kuumlccediluumlk) devir sayısı nmin

Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı minh değerinin oluşacağı

minimum devir sayısı sınırı veya minh değerinin oluşacağı devir sayısı

minn

S0 gt 1 iccedilin

minmin

0

hn n

h (79)

eşitliğinden hesaplanır

minh - Muumlsaade edilen (Emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(Şekil16Cetvel 9)

S0 lt 1 iccedilin

0

0 1

2( 76)

4 1

n sS n Eşitlik

h

yardımcı değeri ile

min min 0 1n h n h (80)

İfadesinden bulunur

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 55: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

53

Cetvel 9 ndash Radyal yatak- nominal ccedilapı d ye bağlı olarak elde edilebilir puumlruumlz derinliği

RZ yağ filmi kalınlığı (Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısında) h0uuml ve

minimum yağ filmi kalınlığı hmin Değerleri (VDI2204 bdquoe goumlre) Karl-Heinz

DECKER 1)

H Miller ve sert yatak metalleri (Bronzlar) iccedilin

W Yumuşak yatak metalleri (Pb ve Sn esaslı) iccedilin

D mm 10 30 60 100 200 400 1000

RZ H

1)

m 1 18 19 32 21 33 25 35 27 39 29 40 3 4

W1)

21 36 25 43 27 48 29 55 3 6

houmluuml m 4 44 47 5 52 56 6

hmin m 10 12 13 13 14 15 16

9) Gerekli yağ ihtiyacı QS

Hidrodinamik boumllgede ccedilalışmak uumlzere gerekli yağ debisi (Hidrodinamik debi) veya

yatakta film oluşumu (h0) iccedilin ) iccedilin gerekli yağ ihtiyacı (miktarı) ampirik olarak

00 3

SS

Q h b uQ h b u

mm m mss

(81)

denkleminden bulunur

- Debi faktoumlruuml

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı yol ise

05 (82)

Yatak kenarlarından (uccedillarından) yağ akışı var ise

075 (83)

Duumlşey millerin az yuumlklenmiş ve S0 lt 1 olan radyal kaymalı yatakları (kılavuz yatak)

iccedilin yaklaşık olarak

015SQ b s u (84)

alınabilir tam veya kısmi olarak yağ iccediline daldırılabilir

10) Yatak yuumlkuuml iccedilin karakteristik değerler

emp

Pratikte yatakların hesabı genellikle muumlsaade edilen yatak yuumlkuuml emp değerine yani

( 10)em

Fp p Eşitlik

b d

koşuluna goumlre yapılır

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 56: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

54

emp - Yuumlzey emniyet basıncı (Muumlsaade edilen yuumlzey basıncı veya muumlsaade edilen

yatak yuumlkuuml)

emp deney ve tecruumlbelere dayanan yuumlzey emniyet basıncı olup

VDI 2204‟e goumlre(VDI-Alman muumlhendisler birliği sayfa 25)

Beyaz metal yataklar iccedilin

2100 300emp N cm (85)

Bronz yataklar iccedilin

2100 800emp N cm (86)

dir

Ayrıca kabul edilebilir (deneysel oumlnerilen) diğer em emp ve u değerleri Cetvel 1 de

verilmiştir

Hp

Mil ve yatak zarfı arasında meydana gelen Hertz basıncı Hp değerini de goumlz ardı

etmemek gerekir oumlzellikle eğer durma halinde F yatak yuumlkuuml tam olarak etki ediyorsa elastik

deformasyonlara neden olan Hertz basınccedilları

1

2 10418 0418 2

1 1H

Ep p E p

2 2 20591 H

H

p E pp E p

N m N m N m (87)

oluşabilir

E - Elacircstisite (Elacircstiklik elacircstikiyet) moduumlluuml

Yatak ve mil malzemeleri farklı ise

2 L W

L W

E EE

E E (88)

Elastisite moduumlluuml ( )

Elastisite moduumlluuml ( )

L

W

E Yatak malzemesi iccedilin

E Mil malzemesi iccedilin(Cetvel 1011)

02H dFp (89)

olmalıdır

dF - Ezilme sınırı (Basmada akma sınırı) yatak malzemesi iccedilin (Cetvel 10)

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 57: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

55

Cetvel 10 ndash Normlaştırılmış (Standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin dF ezilme

sınırı ve E elastisite moduumlluuml değerleri (RoloffMatek)

DIN Sembol

Min

dF

Nmm2

E-Moduumlluuml

103 Nmm2

1703

Lg PbSn10

(WM10) 70 31

Lg Sn80

(WM80) 60 57

Lg Sn89 45 58

Cetvel 11 ndash Ccedileşitli malzemeler iccedilin E- moduumlluuml değerleri (Roloff Matek)

Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2 Malzeme E-Moduumlluuml

Nmm2

Ccedilelik ccedilelik

doumlkuumlm 210000 Kuumlresel grafitli

doumlkme demir

GGG-40

GGG-50

GGG-60

GGG-70

GGG-80

175000

Lamel grafitli

doumlkme demir

GG-10 88000

GG-15 95000

GG-20 105000

GG-25 115000 Temper doumlkme

demir

GTW-40

GTS-35

175000 GG-30 125000

GG-35 135000

GG-40 140000

11) Radyal yataklarda hesap youmlntemi

Ccediloğunlukla bilinen değerler

F - Yatak yuumlkuuml

n - İşletme devir sayısı

0 - Ccedilevre ortam sıcaklığı

d - Mil ccedilapı

ve

yağ oumlzellikleridir (Viskozitenin seccedilimi iccedilin 01 03 u N m amprik denklemi

kullanılabilir)

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 58: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

56

a) 05 10 değeri ile b d bulunur

b) Ortalama yatak basıncı emp F b d p (Cetvel 1‟e goumlre oumlngoumlruumllen) olmalıdır

c) S0 gt1 kabuluuml ile hesaba devam edilir

d) Isınma faktoumlruuml 3 30 ( )W V p n A bulunur

e) Yatak işletme sıcaklığı Şekil 20 den tespit edilir Eğer sınır sıcaklık değerinden

(70 90degC) daha buumlyuumlk ise =60degC kabul edilerek ilave soğutma yapılır

f) İşletme viskozitesi 2

0 W bağıntısından hesaplanır veya şekil 21 deki

diyagramdan okunur

g) 2

1

nY

p yardımcı faktoumlruuml hesaplanarak 0 2 0 4 iccedilin roumllatif yatak

boşluğu Şekil 19 dan alınır seccedililmiş bulunan 1 değerinden daha

kuumlccediluumlk olmalıdır Uygun olmayan buumlyuumlk değerleri meydana gelebilir nin

tespitinde (q) şıkkında olduğu gibi S0 lt1 iccedilin yeniden (tekrar) hesap yapılır

h) Sommerfeld sayısı 2

0 2 1S p n hesaba devam edilir

i) Roumllatif (izafi) imalat boşluğu roumllatif (izafi) yatak boşluğu (imalat veya son oumllccediluumlsuuml

verilmiş yatak iccedilin) roumllatif (izafi) yatak imalat boşluğu 0

0 0 007W L (90)

0

1 1W L

CC C

bağıntısından hesaplanır 0 mil ve yatak zarfının ısıl genleşmelerinden dolayı

den farklı ve daha buumlyuumlktuumlr

W - Mil malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 12)

L - Yatak malzemesi iccedilin ısıl genleşme katsayısı (Cetvel 13)

ayrıca Niemann Semantasyon ile sertleştirilmiş 16MnCr5 ccedilelik malzeme iccedilin

614 10W K

(91)

ortalama değerini vermiştir (+20degC ve +100degC arasında)

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 59: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

57

Cetvel 12 ndash DIN7190‟a goumlre ısıl genleşme katsayısı değerleri (RoloffMatek)

Malzeme W [1degC]

St 11 10-6

GG 10 10-6

Cu - alaşımı (16 18) 10-6

Al - alaşımı 23 10-6

Cetvel 13 ndash Normlaştırılmış (standart) kaymalı yatak malzemeleri iccedilin ısıl genleşme

katsayıları (RoloffMatek)

DIN Sembol L [1degC]

1703

Lg PbSn10

(WM10) 245 10

-6

Lg Sn80

(WM80) 22 10

-6

Lg Sn89 23 10-6

İmalat boşluğu veya yatak imalat boşluğu os ise

oo o

s ds d

m m (92)

eşitliğinden hesaplanır ve ISO- toleranslarına uygun olarak tespit edilir (Yaklaşık

olarak tolerans boumllgesinin ortalama uzaklığı) os milin ve yatağın imalat

toleransları iccedilin oumlnemli bir buumlyuumlkluumlktuumlr

j) Suumlrtuumlnme katsayısı 0

3

S bulunur

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P hesaplanır

l) En kuumlccediluumlk yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0 2h d elde edilir

m) Geccediliş devir sayısı 0 0uuml uumln h n h ve emniyetli sıvı suumlrtuumlnmenin oluştuğu en duumlşuumlk

devir sayısı min min 0n h n h Şekil 16 dan alınan h0uuml ve hmin değerleri ile hesaplanır

n) Yağ ihtiyacı 0075S nQ h b d denkleminden bulunur

o) (e) şıkkındaki sıcaklığının yuumlksek ccedilıkması halinde QK hesaplanır

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 60: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

58

p) Hertz basıncı 0591Hp E p kontroluuml yapılır

q) S0lt1 olan yataklarda Tahminen 50deg 60degC deki ile acaba S0lt1 kontroluuml yapılır

r) Isınma faktoumlruuml 2 75W V n A hesaplanır ve Şekil 23 ten yatak işletme

sıcaklığı tespit edilir nın yuumlksek ccedilıkması halinde (o) şıkkında olduğu gibi ilave

soğutma goumlz oumlnuumlne alınır ve =60degC ile hesap yapılır

s) İşletme viskozitesi 0 W bağıntısından bulunur veya Şekil 21 deki

diyagramdan alınır

t) Sommerfeld sayısı S0 ve suumlrtuumlnme katsayısı 03 S hesaplanır

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml veyaR RP F d n P bulunur

v) 00

11

2 2 2

Ssh hesaplanır

w) 0 0 min min 01 1veuuml uumln h n h n h n h değerleri elde edilir

x) Yağ ihtiyacı soğutma yağı miktarı (soğutucu yağ debisi)imalat boşluğu ve Hertz

basıncı S0gt1 halindeki gibi hesaplanır

12) Kaymalı yatak malzemeleri

Yatak malzemelerinden istenilen oumlzellikler o kadar ccedileşitlidir ki bunların hepsini

buumlnyesinde toplayan bir tek malzeme tarif etmek ccedilok zordur Bu nedenle belirli işletme

şartlarında bu duruma en uygun yatak malzemesinden bahsetmek uygundur Yatak malzemesi

imal eden firmalar tarafından belirli oumlzellikleri geliştirilmiş pek ccedilok tip yatak malzemesi

mevcut olup konstruumlktoumlr bunların arasından kendi işine en uygununu seccedilmekte ccediloğunlukla

zorluk ccedileker Kesin seccedilimin bazı denemelerden sonra yapılması da olağandır

Genel olarak bir yatak malzemesinden şu oumlzelliklere sahip olması istenir

a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir (Şekil 27) Yarı sıvı veya sınır suumlrtuumlnmesi

hallerinde buumlyuumlk oumlnem taşır

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 61: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

59

Şekil 27 ndash Yuumlzey durumuna goumlre yağın yayılma etkisinin değişimi

(ProfDrLuumltfullah ULUKAN)

a) Kenar accedilısı (49deg) buumlyuumlk yayılma dolayısıyla ıslatma durumu iyi değil

b) Kenar accedilısı oldukccedila kuumlccediluumlk yayılma durumu daha iyi

c) Yayılma durumu (b) den daha iyi

b) Yeter derecede aşınma ve basınccedil mukavemetine sahip olmalıdır Yataktaki

zorlanma şekli ccedilok kere değişken bir zorlanma halidir Bu nedenle burada suumlrekli

mukavemeti elde etmek ve buna uygun değerleri gerccedilekleştirmek gerekir Şekil 28

bir yatak yuumlzeyindeki yorulma kırılması nedeniyle oluşan ccedilukurcukları

goumlstermektedir

Kullanılan yatak malzemeleri ekseriya yeterli bir ccedilekme ve eğilme

mukavemetine sahip değildir Bu bakımdan ccedilelik veya doumlkme demir bir zarfla takviye

edilmeleri gerekir Onun iccedilin yatak malzemesi zarf yuumlzeylerine kuvvetli bir adhezion

(kaynama) bağı ile tutunmalıdır (Eş ccedilalışan maddelerin birbirine karışabilmesi)

Oumlzellikle malzeme yuumlzeyleri doumlkuumlluumlrken bu duruma dikkat edilmelidir Şekil 29 bu

şekildeki hataların etkisini goumlstermektedir

Şekil 28 ndash Beyaz maden kaplı yatak yuumlzeyinde yorulma kırılmaları (LULUKAN)

a b c

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 62: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

60

Şekil 29 ndash Kaymalı yataklardaki ccedileşitli yuumlzey arızaları (LULUKAN)

a-) Bir tuumlrbin yatağında beyaz maden ccedilelik zarfa iyi bir şekilde yapışmadığı

iccedilin parccedila kalkmaları ve ccedilatlamalar olmaktadır

b-) Bir Tuumlrbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz

maden suumlrtuumlnme yuumlzeyinde meydana gelen hasar

c-) Bir planet dişli mekanizmasında planet dişlinin beyaz maden kaplı

muylusunda meydana gelen kavitasyon hasarı

c) Sıcaklıkla sertliğini ccedilok fazla kaybetmemelidir Yuumlksek sıcaklıklarda ccedilalışan

yuumlksek hızlı ve yuumlkluuml yataklarda ccedilok oumlnemlidir

d) Yağ kesilmesi yağsız ccedilalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır

Hatta kendisi kısa bir suumlre iccedilin film teşkil etme oumlzelliğine sahip olmalıdır

e) Doumlkuumlm ve talaş alma işccedililiğinin kolay olması ve duumlzguumln bir yuumlzey vermesi

lazımdır

f) Birbirlerine kolay alıştırılabilmelidir

g) Isıyı muumlmkuumln olduğu kadar iyi iletmelidir

h) Korroziv tesirlere dayanıklı olmalıdır

i) Hafif konstruumlksiyonun oumlnemli olduğu yerde yatak malzemelerinin de oumlzguumll

ağırlıkları kuumlccediluumlk olmalıdır

j) Nihayet ekonomik bir faktoumlr olarak fiyatının ccedilok yuumlksek olmaması arzu edilir

Oumlzellikle yatak malzemesi iccedilinde kalay gibi pahalı ve stratejik malzemelerin ccedilok

olması bazen oumlnemli bir durumdur

Oumlnceden de soumlylendiği gibi buumltuumln bu istekleri en muumlkemmel şekilde buumlnyesinde

toplamış ideal bir yatak malzemesi mevcut değildir

Kullanılmakta olan yatak malzemeleri genel olarak

Madensel yatak malzemeleri

Sentetik ve madensel olmayan yatak malzemeleri

şeklinde iki buumlyuumlk guruba ayrılabilir

Madensel Yatak Malzemeleri

Beyaz maden veya beyaz metaller (DIN1703Cetvel 14)

Pahalıdır ve zorunlu olmadıkccedila kullanılmamalıdır Kayma alışma ve yağsız ccedilalışma

oumlzellikleri ccedilok iyidir fakat darbeli yuumlklemelere dayanmazlar 01 0 2 mm lik ince tabakalar

halinde GGStGS veya hafif metal zarflara kaplanırlar Yatak boşluğu 03 1000d Pahalı

ve değerli beyaz metallerin yerine ccediloğu zaman kalayı az 10Sn beyaz metaller

(DIN 1728) kullanılır 2300 emp N cm

ProfDr Luumltfullah ULUKAN

74hellip76 Sn 11hellip13 Sb 25hellip35 Cu 93hellip107 Pb

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 63: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

61

64hellip66 Sn 14hellip16 Sb 175hellip225Cu 17hellip19 Pb

WM alaşımlarını (USA ndash ASTM) eksenel yataklar iccedilin tavsiye etmiştir

ASTM ndash American Society for Testing Materials

Cetvel 14 ndash DIN 1703‟e goumlre beyaz madenin oumlzellikleri

(ProfDrMNimet OumlZDAŞ ndash ProfDrMustafa GEDİKTAŞ)

İsim Sembol Kimyasal Bileşim

Brinell Sertliği

HB 2kp mm Kullanıldığı yerler

Beyaz

Maden 5

Lg PbSn5

(WM5)

Sn 45 hellip 55 (5)

22 Kayma

oumlzelliklerinin ve

yuumlke

mukavemetin

bilhassa oumlnemli

olduğu yerler

Transmisyonlar Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (15)

Pb 775 hellip 795 (79)

Beyaz

Maden 10

Lg PbSn10

(WM10)

Sn 95 hellip 105 (10)

23

Elektrik

motorları dişli

kutuları takım

tezgahları

Cu 05 hellip 15 (1)

Sb 145 hellip 165 (155)

Pb 725 hellip 745 (735)

Beyaz

Maden 80

Lg Sn80

(WM80)

Sn 79 hellip 81 (80)

27

Kuvvetli darbe zorlanmalarında

pistonlu makinalar demir yolları

(lokomotifler gibi) hızlı doumlnen

takım tezgakları

Cu 5 hellip 7 (6)

Sb 11 hellip 13 (12)

Pb 1 hellip 3 (2)

Kalay bronzu ve kızıl doumlkuumlm (DIN 1705 Cetvel 15)

60 100HB buumlyuumlk ve darbeli yuumlklerde ve aynı zamanda korozyon tehlikesi olan

yuumlksek sıcaklıklarda uygundur Ancak sert olması nedeniyle yabancı maddelere ve kenar

oturmalarına (milin tek taraflı basması) karşı hassastır Devridaim yani pompalı veya basınccedillı

yağlamada ccedilevre hızı 5 2 u m s iccedilin muumlsaade edilen emniyetli yuumlzey basıncı 2800 2000 emp N mm alınabilir

Oumlnemli bir alaşımda kimyasal bileşeni

912

85

03

Cu

Sn

P

olan fosfor bronzudur

Kurşun Bronzu (DIN 1716 Cetvel 15)

Bu malzeme darbe halindeki yuumlklere ve yuumlksek sıcaklıklara karşı iyi bir dayanıklılık

goumlsterir 70HB olup beyaz madene goumlre daha az aşınır ve ilk hareket suumlrtuumlnmesi kuumlccediluumlktuumlr

Oumlzellikle pistonlu motorlar buhar tuumlrbinleri takım tezgahları taşlama tezgahı taşlama mili

yataklarında ve lokomotif konstruumlksiyonlarında da kullanılır Genellikle birleşik yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine 025 3mm kalınlığında kurşun bronzu doumlkuumlluumlr Kurşun bronzunun

sertliğinin fazla olması ve alışmasının zor olması goumlz oumlnuumlne alınarak muumlmkuumln olduğu kadar

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 64: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

62

kaygan yuumlzeyli (taşlanmış) sertleştirilmiş miller kullanılmalıdır Yatak boşluğu

(1 15) 1000d ve yağ giriş borusundaki basınccedil yaklaşık olarak 3 6 bar dırMuumlsaade

edilen (emniyetli) yuumlkleme devridaim yağlamada (Bilezikli veya pompalı Bilezikle yağlama

yalnız yatak millerde kullanılır)

2

2

5 2 1000 2000

05 3000 ye ccedilıkabilir

em

em

u m s iccedilin p N cm

u m s iccedilin p N cm

Aluumlminyum Bronzu (DIN 1714 Cetvel 15)

Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir Ancak sıcaklıkta deformasyonu

(Genleşme katsayısı) buumlyuumlk olduğu iccedilin daha buumlyuumlk yatak boşluğu vermek lazımdır Sertliği

fazladır ( 90HB ) Bu nedenle montaj hatalarına ve yabancı maddelere karşı fazla hassastır

Kır doumlkme demir ndash kır veya pik doumlkuumlm (DIN 1691)

Sertliğinden ( 150HB ) dolayı yabancı maddelere ve milin tek taraflı oturmasına

(basmasına) karşı hassastır Yetersiz yağlamada ve uygun olmayan malzeme yapısında (kristal

yapısı) mili eğer sertleştirilmemiş ve taşlanmamışsa hafifccedile aşındırır İccediline ince grafitler

dağılmış perlitik ana kuumltleli bir kristal yapısı arzu edilir Kabul edilebilir (deneysel) değerler 2500 200 01 3 p N cm u m s

Ccedilinko Alaşımları (DIN 1729)

40 80HB alışması ve yetersiz yağlama şartlarında ccedilalışma oumlzellikleri iyidir

Yatak boşluğu 15 1000d muumlsaade edilen en yuumlksek yatak sıcaklığı 80degC dir

Magnezyum ndash doumlvuumllebilir alaşımları (DIN 1729)

Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yuumlkler iccedilin oumlrneğin eksantrik milleri ve yağ

pompaları iccedilin kullanılabilir Sıcaklıktan dolayı genleşmenin buumlyuumlkluumlğuuml goumlz oumlnuumlne

alınmalıdır

Duumlraluumlmin piston kolu

İccediline herhangi bir yatak takılmaksızın ve kaplanmadan sertleştirilmiş millerle

ccedilalışabilir (Diesel kamyonlarda kullanılmaktadır)

Sinter ccedileliği ve Cu Sn Zn Pb den sinterlenmiş metaller

Hacimlerinin 35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kayma yuumlzeylerini

kendileri yağlayabilirler Oumlzellikle duumlşuumlk hızlarda 205 1000 u m s p N cm ve ccedilok

yavaş hareketlerde 23500 p N cm titreşimli yataklarda gıda enduumlstrisi ve mutfak

makinalarında halat tamburlarında taşıma bantlarında ve tekerleklerde kullanılır Darbeli

ccedilalışmalarda kesin olarak uygun değildir

Princcedil (DIN1709)

Yatak malzemesi olarak pek uygun değildir (mili fazla aşındırı)

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 65: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

63

Cetvel 15 ndash Bakır alaşımları Cu iccedilin 3 2 2 89 123000 G-Bz iccedilin 114000 Bkg dm E N mm E N mm Statik ccedilekme

mukavemeti (kp ve N arasındaki ccedilevirme faktoumlruuml 981 alınmıştır dan dolayı)

DIN İSİM SEMBOL

Kimyasal Bileşim Mukavemet Değerleri

Kullanıldığı yerler Cu Zn Pb Sn Diğer

B

2N mm

HB

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 10 Gerisi 2 - 98 - 270 15 80 Kayma malzemesi

1705 Kızıl Doumlkuumlm Rg 5 Gerisi 5 5 5 - 240 18 70 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi - - 14 - 250 5 115 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz12 Gerisi - - 12 - 270 15 95 Kayma malzemesi

1705 Doumlkuumlm Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi - - 10 - 270 20 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi - 5 10 - 240 18 85 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 10 Gerisi - 95 10 - 230 14 75 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 15 Gerisi - 15 8 - 220 12 70 Kayma malzemesi

1716 Doumlkuumlm Kalay Kurşun

Bronzu G-SnPbBz 20 Gerisi - 205 45 - 200 10 55 Kayma malzemesi

1714 Doumlkuumlm Aluumlminyum Bronzu G-AlBz9 Gerisi - - - 10 Al 440 25 110 Korozyona ve yuumlksek sıcaklıklara

dayanıklı parccedilalar

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 66: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

64

Madensel olmayan yatak malzemeleri

Sentetik reccediline pres malzemeleri veya sentetik reccediline iccedilirilmiş elyaflı yatak

malzemeleri (DIN 7703 ve 16902)

Eğer mil ıslah edilmiş veya sertleştirilmiş ise sentetik reccedilineden yapılmış yataklar az

aşınma ve iyi kayma oumlzellikleri goumlstermektedir Fakat ısı geccedilirme kabiliyetinin az olması iyi

bir soğutma sistemine ve genleşme (şişme) oumlzelliğinin bulunması buumlyuumlk bir yatak boşluğuna

45 1000 1d b d iccedilin ihtiyaccedil goumlstermektedir Sentetik reccediline yatak burccedillarının cidar

kalınlıkları yaklaşık olarak 01 d yapılır (preslenmiş ince tabakalar daha az kabarmaktadır)

Kuumlccediluumlk yuumlk ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reccediline yatak burccedilları ile taşıyıcılar kaldırma

makinaları dekoviller ziraat makinaları su soğutmalı ve su ile yağlamalı 1 u m s de 22500 p N cm ye kadar yuumlklemeli hadde makinalarında iyi sonuccedillar alınmıştır Elyaflı

sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalama yuumlk değerleri

Isı iletimi iyi

2200 02 05 p N cm u m s de

Isı iletimi o kadar iyi değil

2100 p N cm

Teflon (Polytetrafluoraumlthylen)

Ccedilok duumlşuumlk kuru suumlrtuumlnme katsayıları

Suya ve ccedileşitli kimyasal ccediloumlzuumlcuumllere karşı dayanıklı olmaları

Titreşimsiz ve guumlruumlltuumlsuumlz ccedilalışmaları

gibi oumlzellikleri vardır (Cetvel 6)

Polyamid

Teflona goumlre daha duumlşuumlk suumlrtuumlnme oumlzelliklerine sahiptir Normal havada su emme

yeteneği 01 iken su ile yağlanması halinde bu oran 85 bdquoa (ağırlık olarak) ccedilıkar Yatak

uygun olarak boyutlandırılırsa en fazla 50 60ordmC ye kadar erişen ccedilalışma sıcaklıklarına

muumlsaade edilir (Cetvel 6)

Sert Odun

Oumlzellikle su iccedilinde ccedilalışan yataklarda oumlrneğin gemi pervane milinin su iccedilinde

yataklama yapılan kısmında kullanılır Şimdi bunların yerine kullanılabilen polyamid sentetik

yatak malzemeleri mevcuttur

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 67: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

65

Cetvel 16 ndash Plastik malzemelerin (Polyamid ve Teflon) kayma suumlrtuumlnme katsayıları ve

aşınma miktarları V

Hachmann ve Strickle‟ye goumlre Alışma zamanı (suumlresi) 5 saat kayma hızı

06 m sn Yuumlk 25 N cm Sıcaklık lt40degC Ccedileliğin puumlruumlz derinliği 2 R m

Baumgaumlrtel‟e goumlre Kayma hızı 075 m s Yuumlk 24 N cm

MALZEME

Plastik malSert Ccedilelik

Plastik malPlastik mal

(Kuru Ccedilalışma ) ile yağlamada

V m km Yağsız Su Yağ

Polyamid 66 (8 PE) 019 010 - - -

Polytetrafluoraumlthylen 022 21 013 014 005

Polyamid 6 (35 GFK) 030hellip035 028 - - -

Polyamid 66 (35GFK) 032hellip036 016 - - -

Polyamid 66 035hellip042 009 - - -

Polyamid 6 038hellip045 023 083 031 008

Yumuşak Lastik

Ccedilelik zarf iccediline 7hellip20 mm kalınlığında yumuşak lastik vulkonize edilir ve delik

taşlanırBu malzemede su iccedilinde ccedilalışan yataklarda (su tuumlrbinleri ve pompalarda) kullanılır

Oumlzellikle nehir ve kanallarda seyreden gemilerin pervane yatakları iccedilin uygundur Sert

yabancı maddelerden rahatsız olmaz soğutmak iccedilin yatak zarfı iccediline helisel veya

uzunlamasına kanallar accedilılmalıdır 250 p N cm 05 25 u m s

Değerli Taşlar (Elmas gibi)

Oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin saatlerin hassas cihazların yataklarında ve kimya

enduumlstrisinde kullanılır

Kaliteli keramik malzemeler ve emaye ccedilelik yataklar (mil lastik burccedilludur)

Kimya enduumlstrisinde oumlzel amaccedillar iccedilin oumlrneğin asit pompaları ve karıştırma

makinalarında kullanılır

Sert Metaller

Son zamanlarda taşlama aletlerinin uccedil yataklarında (konik delikli sert metal yatağa

karşı sert metal konik uccedil) yuumlksek hızlar iccedilin rulmanlı yataklara tercih edilmelidir Ccediluumlnkuuml

yatak sarma ihtimali azdır ve yuumlksek sıcaklıklara dayanıklıdır

Koumlmuumlr ve grafit burccedillar

Yuumlksek sıcaklıklarda (600 degC ye kadar) ve yağın arzu edilmediği yerlerde kullanılır

(kendi kendini yağlayan yatak)

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 68: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

66

Ayrıca

Kuumlccediluumlk suumlrtuumlnme katsayıları

Daha az aşınma

Asitler ve alkalilere (kuumllluuml su gibi) karşı pas tutmama (korozyona dayanıklı)

Kenar basıncı (milin tek taraflı oturması) ve darbeli yuumlklere karşı hassas

gibi oumlzellikleri vardır

Yatak boşluğu 0003‟e kadar minimum 0001 Yatak yuumlkleri 150 ( )p V Kuru ve 2500 ( )N cm m s Sıvı Yatak gres ile yağlanmamalı

Oumlzet olarak kaymalı yatak malzemelerinin seccedilimi iccedilin Cetvel 17 den faydalanılabilir

13) Ccedilok tabakalı yataklar

Buumlyuumlk zorlanmaya ccedilalışan yataklarda tek bir yatak malzemesi yerine birkaccedil yatak

malzemesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır Şekil 30 ve Şekil 31 bunu

şematik olarak goumlstermektedir

Bu tip yataklarda bilhassa ccedilok ince tabakaların yuumlksek mukavemet oumlzelliklerinden

faydalanılır Yapılan deneylerde 035hellip08 mm kalınlığındaki beyaz maden tabakalarında

suumlrekli mukavemet bakımından fazla bir fark bulunmamıştır Buna karşılık tabaka kalınlığı

035 mm nin altına inince mukavemet değerlerinde buumlyuumlk bir artış goumlzlenmiştir Oumlrneğin en

yuumlksek değer 0025 mm kalınlıkta elde edilmiştir

Diğer bir uumlccedil tabakalı yatak General Motors tarafından geliştirilmiştir Bu yataklarda

ccedilelik zarf uumlzerine saf bakır nikel toz karışımı bir tabaka konmuş ve bu noumltr atmosferdeki bir

fırında ergitilerek ccedilelik zarfa lehimlenmiştir Bu işlem sonunda ccedilelik zarf uumlzerinde goumlzenekli

bir bakır-nikel alaşımı meydana gelmiştir Bu tabaka hassas olarak haddelenmiş arkasından

bu tabakaya vakum altında beyaz maden iccedilirtilmiştir Yani tabakadaki ince boşluklar beyaz

maden ile doldurulmuştur

0025 mm Pb ndash bazlı beyaz maden

025 ndash 0375 mm CundashPbndashSn bronzu

Ccedilelik Zarf

Şekil 30 ndash Uumlccedil tabakalı yatak (LULUKAN)

Kurşun Bronzu Ccedilelik Zarf Ni - Film Beyaz Maden

Şekil 31 ndash Doumlrt tabakalı yatak (LULUKAN)

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 69: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

67

Cetvel 17 ndash Kaymalı yatak malzemelerinin istenilen oumlzelliklere goumlre seccedilimi (Roloff Matek)

İyi değil Az Yeterli İyi Ccedilok iyi

Yağda bulunan veya dışarıdan gelen sert parccedilacıklarıabrazyon aşınmasını (zımparalama) oumlnlemek iccedilin buumlnyesine

goumlmebilmelidir Bu nedenle malzeme yeter derecede yumuşak yani elastiklik moduumlluuml duumlşuumlk olmalıdır

İstenilen Oumlzellikler

Kaymalı Yatak Malzemeleri

Doumlkme

demir

Sinterlenmiş

metal

CuSn-doumlkme

veya doumlvme

alaşımları

G-CuPb

alaşımları

PbSn

alaşımları

Plastik

malzeme

ler

Odun Lastik Koumlmuumlr

Grafit

Kayma Oumlzellikleri

Emniyetli ccedilalışma hali (Guumlvenilirlik)

Aşınma mukavemeti

Statik-taşıma kabiliyeti

Dinamik-taşıma kabiliyeti

Yuumlksek kayma hızı

Kenar basmasına karşı hassasiyet

Goumlmme kabiliyeti

Isı iletim kabiliyeti

Daha kuumlccediluumlk ısıl genleşme

Yuumlksek sıcaklığa karşı dayanıklılık

Yağ (gres) ile yağlama

Su ile yağlama

Kuru ccedilalışma

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 70: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

68

Bu iccedilirilmiş tabaka uumlstuumlnde de ince bir beyaz maden tabaka bulunmaktadır (Şekil 23)

Suumlrtuumlnme yuumlzeyi beyaz maden

Beyaz maden iccedilirilmiş Cu ndash Ni alaşımı

Ccedilelik Zarf

Şekil 32 ndash Uumlccedil tabakalı Moraine-100 yatağı

Oumlrnek 1

N=600 kW ve n=5 dsn olan bir mekanizma Radyal yatağının hesabı istenmektedir

Verilenler

30 03

95000

40 (50 )

d cm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0 20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal tabakası

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

elde edilir

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

2 6 2

( 10)

95000 (30 24)

132 132 10

em

Fp p Eşitlik

b d

p

p N cm N m

Beyaz metal yataklar iccedilin

05 10 ( 12 )b d Kısım a

08

08 30

24 024

ile

b d

b cm m

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 71: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

69

2

2 2

100 300 85

( 132 ) ( 100 300 )

em

em

p N cm Eşitlik

p N cm p N cm

dir

c) Accedilısal hız

2 ( 11)

2 5

1314

n Eşitlik

sn

Ccedilevre hızı u

05 ( 17)

05 314 03

47

u d n d Eşitlik

u

musn

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

60 ( 38)C Eşitlik

geccedilici değeri ile

2

600026 ( 21)

40 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Şekil

mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

31 10 ( 7)geccedilici Eşitlik

veya

34

34

3

08 10 ( 8)

08 47 10

1178 10

geccedilici

geccedilici

geccedilici

u Eşitlik

ancak bu değerden 25 civarında sapılabilir (s23)

31 10 ( )geccedilici Kabul

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 72: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

70

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 1 10

0026 31 4

16 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde bulunur

d) Isınma faktoumlruuml W

3 30 ( 36 22)W A V p n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

- Isı taşınım katsayısı

Doğal ısı taşınımında normal şartlar iccedilin

2 220 ( ) 20 ( ) ( 29)W m K Nm m sK Eşitlik

Andash Yatağın ısı veren uumlst yuumlzeyi veya yatak soğutma yuumlzeyi

Makine birleşik (ccedilok tabakalı) yataklar iccedilin

2

(1525) ( 34)

15 15 024 030

108

A b d Eşitlik

A b d

A m

2

2

3

( 19)4

03024

4

00169

dV b Eşitlik

V

V m

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 73: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

71

Bu değerlerle

3 6 3

12

30 30 00169 132 10 5 20 108

302 ( )

W V p n A

W mK Ns

elde edilir

e) Yatak işletme sıcaklığı

(kesin değer)

1

2

sin302 ( ) 66 ( 20)

40 (50 )ke

W mK Ns C Şekil

cP C

f) Dinamik işletme viskozitesi

(Kesin değer)

2

( 39)o

EşitlikW

2

sin

66 20

302ke

2

sin 0023 23ke Ns m cP

veya

sin 2

sin

660023 23 21)

40 (50 )

ke

ke

CNs m cP Şekil

cP C

aynı sonuccedil bulunur

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 74: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

72

g) İzafi yatak boşluğu

(Kesin değer)

Yardımcı faktoumlr Y

2( 19)

1

nY Şekil

p

6

0023 5 2 08

132 10 1 08Y

877 10Y

İzafi yağ filmi kalınlığı

03( 70)Eşitlik

8

377 1009 10 ( 19)

03geccedilici

YŞekil

KONTROL

1 olmalıdır (Kısım 11g)

08(03)

1 08

( 03) ( 044)1

uygundur

Dolayısıyla işletme yatak boşluğu s

( 5)s d Eşitlik

309 10 300

027

s

s mm

şeklinde hesaplanır

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 75: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

73

h) Sommer feld sayısı So (Kesin değer)

2

0

26 3

0

0

( 9)

132 10 09 10

0023 31 4

1 48 1

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

şeklinde hesaplanır

i) İzafi yatak imalat boşluğu o

( ) 07 ( ) ( 90)o w o L o Eşitlik

Nieman ısıl genleşme katsayısını

Ccedilelik iccedilin

(93)

Beyaz metal iccedilin

618 10 1L C (94)

olarak vermiştirBu değerleri kullanırsak

3 6 6

3

09 10 16 10 66 20 07 18 10 66 20

105 10

o

o

bulunur

Yatak imalat boşluğu 0s ise

0 0

3

0

0

( 92)

105 10 300

0315

s d Eşitlik

s

s mm

olur

j) Suumlrtuumlnme katsayısı

3

3

3 ( 12)

3 09 10 148

000221 221 10

oS Eşitlik

616 10 1w C

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 76: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

74

k) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

3

( 15)

95000 221 10 03 5

0989

R

R

R

p F u Eşitlik

p F d n

p kW

veya

3 3

6 3

( 21)

12 2 30 ( 22)

30 00169 132 10 5

651253

651253 0023 988

0988

R

R

R

p Eşitlik

V p n V p n Eşitlik

p W

p kW

aynı sonuccedil bulunur

l) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı(işletme devir sayısında oh

0

3

0

3

0

2 ( 66)2

03 09 10 03 2

0040 10

sh d Eşitlik

h

h m

m) Geccediliş devir sayısı(Sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

( 71)ouumluuml

o

hn n Eşitlik

h

0uumlh Minimum yağ filmi kalınlığı(geccediliş devir sayısında)

6

6

3

300

53 53 10 ( 16 9)

53 105

0040 10

066

ouuml

uuml

uuml

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

veya

Vogelpohl‟ a goumlre

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 77: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

75

9

( 72)

9500017 10

0023 00169

0415

uuml uuml

uuml

uuml

Fn K Eşitlik

V

n

n d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

minmin ( 79)

o

hn n Eşitlik

h

ile hesaplanabiliyorduBurada

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

6

min

300

13 13 10 ( 16 9)

15

34 ( )

f

t

d mmiccedilin

h m m Şekil Cetvel

T m

R m Taşlanmış yuumlzeyekarşılık gelir

tR Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi)

fT Form (Şekil) toleransı

6

min 3

min

13 105

0040 10

162 972

n

n d s d dak

n) Gerekli yağ ihtiyacı SQ

3

3 3

075 ( 8183)

075 0040 10 024 47

00338 10

S o

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

veya

300338 10 1000 60

203

S

S

Q

Q lit dak

olur

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 78: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

76

o) İlave soğutma gerekliliği

İlave soğutmaya gerek yok ccediluumlnkuuml

66 7090sınırC

dır

p) Hertz basıncı hp

0591 ( 87)hp E p Eşitlik

Yatak ve mil malzemeleri farklı olduğundan E elastisite moduumlluuml

2( 88)L W

L W

E EE Eşitlik

E E

ile hesaplanır

W

L

E Mil malzemesiiccedilinelastisitemoumlduumllleri

E Yatak malzemesi

Mil Ccedilelik

2 10 2210000 21 10 ( 11)WE N mm N mm Cetvel

Yatak zarfı Beyaz metal

2 10 2

2 10 2

10 31000 31 10 10

9 50000 5 10

L

L

WM E N mm N mm Cetvel

WM E N mm N mm Niemann

WM 9 kullanırsak

10 10

10 10

10 2

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

E

E N m

dolayısıyla

10 6 3

6 2 2

0591 8 10 132 10 09 10

576 10 576

H

H

p

p N m N mm

olarak bulunur

Kontrol

02 ( 89)h dFp Eşitlik

olmalıdır

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 79: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

77

dFEzilme sınırı(Basmada akma sınırı)

2

2

2

2 2

10 70

9 57

2203

02 02 57 114

576 02 114

dF

dF

dF

H dF

WM N mm

WM N mm

Nieman VDI Yatak malzemelerinin karakteristik değeri

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 ( 4)uumlp u Eşitlik

olmamalıdır (Beyaz metal yataklarda)

6

5

5 5

132 10 03 066

821 10 ( )

821 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

uygundur

Oumlrnek 2

N=5600 kW ve n=25 ds =1500 dd olan bir elektrik motoruna ait radyal yatağın hesabı

istenmektedir

Verilenler

200 02

17900

25 50

d mm m

F N

cP C de

Ccedilevre ortam sıcaklığı 0

=20 C

Malzeme ccedilifti CcedilelikBeyaz metal zarf

Hesap

a) Yatak genişliği (taşıyıcı yatak genişliği) b

0510 12

08

08 02

016 160

boyut oranı

b d Kısım a

ile

b d

b mm

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 80: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

78

b) Ortalama yuumlzey basıncı p

5 2 2

2 2

10

17900 016 02

559 10 559

559 100300 em

Fp Eşitlik

b d

p

p N m N cm

p N cm p N cm

uygundur

c) Accedilısal hız

1

2 11

2 25

157

n Eşitlik

s

Ccedilevre hızı u

17

02 25

157

u d n Eşitlik

u

u m s

Dinamik işletme viskozitesi (Geccedilici değer)

70 C

geccedilici değeri ile

22 2

7012 10 0012 ( 21)

25 (50 )

geccedilici

geccedilici

CNs Ns Şekil

m mcP C

bulunur

İzafi yatak boşluğu (Geccedilici değer)

0 1S kabuluuml ile hesaba devam ediyoruz ancak buumlyuumlk ccedilıkar ise bu varsayım muumlmkuumln

olmayabilir Şekil 19 da bu duumlşuumlnceyi doğrulamaktadır

Yardımcı faktoumlrler Y

5

7

219

1

0012 25 2 08

559 10 1 08

47 10

nY Şekil

p

Y

Y

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 81: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

79

İzafi yağ filmi kalınlığı

max

max

olmalıdır 11 1

08

1 1 08

044

Kısım g

Şu halde

7

3

max

47 10185 10 ( 19)

044geccedilici

YŞekil

bulunur

İşletme yatak boşluğu s (Geccedilici değer)

3

5

185 10 200

037

geccedilici

geccedilici

s d Eşitlik

s

s mm

Ancak bir elektrik motoru iccedilin rotor satator arasındaki hava aralığı yaklaşık olarak 017 mm

alınabilir dolayısıyla

sin 017 mmkes

olarak seccedililir ve

sinsin

3

sin

017

200

085 10

keke

ke

s

d

değeri bulunur

Sommerfeld sayısı S0 (Geccedilici değer)

2

0

25 3

0

0

( 9)

559 10 085 10

0012 157

021

geccedilici

geccedilici

pS Eşitlik

S

S

0S lt1 bdquoe goumlre hesapla devam edilir

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 82: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

80

r) Isınma faktoumlruuml W

2 75 ( 42 26)W A V n A Eşitlik ve

V ndash Yatak muylusunun hacmi

2

2

3 3

194

02016

502 10

dV b Eşitlik

Vd

V m

A- Yatağın soğutma yuumlzeyi

Makine ccedilok tabakalı (birleşik) yatakları

2

1525 34

25 25 016 02

08

A b d Eşitlik

A b d

A m

- Isı taşınım katsayısı

Durgun (sakin) hava iccedilin

220 29W m K Eşitlik

Bu değerlerle

2 3 2 3

4 2

75 75 502 10 25 085 10 20 08

173 10

W V n A

W m K Ns

elde edilir

Yatak işletme sıcaklığı

4 2 173 10105 23

25 50

W m K NsC Şekil

cP C de

s) Dinamik işletme viskozitesi (Kesin değer)

105 C kabul edilemez derecede yuumlksek bir değer dolayısıyla ilave soğutmaya ihtiyaccedil

vardır O halde işletme sıcaklığını 60 C civarında tutarak hesap yapmak uygun olur

(Kısım 11 r)

sin

sin 2

sin

60

600017 17 21

25 50

ke

ke

ke

C

CNs m cP Şekil

cP C

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 83: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

81

t) Sommerfeld sayısı 0S (Kesin değer)

sin

sin

2

0

25 3

0

0

9

559 10 085 10

0017 157

0151 1

ke

ke

pS Eşitlik

S

S

Suumlrtuumlnme katsayısı

0

3

3 13

3 085 10 0151

00168

S Eşitlik

u) Suumlrtuumlnme guumlcuuml RP

15

17900 00168 02 25

4723 ( )

4723

R

R

R

R

P F u Eşitlik

P F d n

P Nm s W

P kW

veya

22

23

3

25

1 12 2 75 26

2575 502 10 0017

085 10

4706 ( )

4706

R

R

R

R

P Eşitlik

nn V V Eşitlik

P

P Nm s W

P kW

Hemen hemen aynı sonuccedil (4723 kW) bulunur

v) Minimum (en kuumlccediluumlk) yağ filmi kalınlığı (işletme devir sayısında) 0h

0

0

0

662

1 05 2

11 68

2 2

sh Eşitlik

S ve iccedilin

SEşitlik

ayrıca

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 84: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

82

00

3

0

3

0

5

08 77 olduğuna goumlre

105 05 1

2 2

1 08015105 085 10 02 1

2 2 08

0077 10

s d Eşitlik

Sayfa

Sh s d

h

h m

elde edilir

w) Geccediliş devir sayısı (sıvı suumlrtuumlnmeye geccediliş devir sayısı) uumln

0 0 1

0

6

0

0

0 1

3

0 1

5

0 1

77

200

52 52 10 16 9

276

4 1

017 10 2 080151 25

4 1 08

1 10

5

uuml uuml

uuml

uuml

uuml

n h n h Eşitlik

h Minimum yağ filmi kalınlığı

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n sS n Eşitlik

h

n

h

n

h

n 6 5 2 10 10

052uumln d s

bulunur

Minimum devir sayısı minn ise

min min 0 180n h n h Eşitlik

minh Muumlsaade edilen (emniyetli) minimum yağ filmi kalınlığı

(En duumlşuumlk -minimum- devir sayısı sınırında)

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 85: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

83

6

min

6 5

min

min

Oslash200

13 13 10 16 9

13 10 10

13

d mm iccedilin

h m m Şekil Cetvel

n

n d s

olur Ayrıca Şekil 16 ve Cetvel 9 bize 200 d mm iccedilin

Puumlruumlz derinliği (Yuumlzey kalitesi) tR

34tR m Taşlanmış yuumlzey

Şekil (form) toleransı fT

10fT m

değerlerini de verir

x) İzafi yatak imalat boşluğu 0

0 0 0

6

6

3 6 6

0

3 3

0

07 90

16 10 1 93

18 10 1 94

085 10 16 10 60 20 07 18 10 60 20

0986 10 1 10

W L

W

L

Eşitlik

C Eşitlik

C Eşitlik

ve yatak imalat boşluğu 0s

0

3

92

1 10 200

02

o

o

o

s d Eşitlik

s

s mm

olarak bulunur

Gerekli yağ ihtiyacı SQ

0

3

3 3

075 8183

075 0077 10 016 157

0145 10

S

S

S

Q h b u Eşitlik

Q

Q m s

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 86: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

84

Soğutma yağı ihtiyacı (soğutucu yağ debisi) KQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

52

1670 10 44

10 47

4723 1670 10 10

0282 10 Yatak iccedilin gerekli gerccedilek yağ miktarı

K R yağ

yağ

K

K

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Soğutma suyu miktarı (debisi) KWQ

2 1

3 3

2 1

3

3 3

53

4190 10 45

5 48

4723 4190 10 5

0225 10

KW R su

su

KW

KW

Q P c Eşitlik

c Nm m K Eşitlik

K Eşitlik

Q

Q m s

Hertz basıncı Hp

10 2

10 2

10 10

10 10

10 2

10 5 3

0591 87

288

21 10 Ccedilelik mil iccedilin 11

5 10 WM9 yatakzarfı iccedilin ( )

2 5 10 21 10

5 10 21 10

8 10

0591 8 10 559 10 085 10

36

H

L W

L W

W

L

H

H

p E p Eşitlik

E EE Eşitlik

E E

E N m Cetvel

E N m Niemann

E

E N m

p

p 6 2 24 10 364N m N mm

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 87: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

85

Kontrol

H 02 89dfp Eşitlik

WM9 iccedilin ezilme sınırı veya basmada akma sınırı

2

2

2 2

57 76

02 02 57 114

364 02 114

df

df

H df

N mm Niemann Sayfa

N mm

p N mm N mm

uygundur

512 10 4uumlp u N m s Eşitlik

olmamalıdır (beyaz metal yataklarda)

5

5

5 5

559 10 02 052

18 10

18 10 12 10

uuml uuml

uuml

uuml

p u p d n

p u N m s

p u N m s N m s

dolayısıyla yatak emniyetli ve frenleme soumlz konusu değildir

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara

Page 88: II · Kaymalı yatak, sarsıntıya, toz girmesine (gresle yağlanırsa) karı daha az hassastır, daha kçk yatak boluğuna ve di ğer taraftan daha byk bir geçme toleransına izin

86

LİTERATUumlR

1 Tuncer Oumlzkan ldquoZKUuml-MAK406 Diploma Ccedilalışması Ders Notlarırdquo 2000

2 GNiemann ndash HWinter ldquoMaschinen Elementerdquo Band II ndash Band III Springer-Verlag 1983

3 Mten BOSCH ndash Hİleri ldquo Makina Elemanları Hesabırdquo İTUuml Kuumltuumlphanesi Sayı 721748

4 Karl ndash Heinz Decker ldquoMaschinen elemente Gestaltung und Berechnungrdquo Karl Hanser Verlag

Muumlnchen 19751982

5 Roloff Matek ldquoMaschinen elementerdquo Friedr Vieweg Sohn 19741983

6 Dubbel ldquoTaschenbuch fuumlr den Maschinenbaurdquo Sipringer ndash Verlag Berlin Heidelberg

New York 19701981

7 Dirk ndash Olaf Leimann ldquoErhoumlhung der Waumlrmegranzleistung bei Getrieben mit Luftkuumlhlung

Konstruktion 31(1979) H11 S434-438

8 Luumltfullah Ulukan ldquoYağlama Tekniğirdquo İTUuml MakFak Mak Elemanları Kuumlrsuumlsuuml İstanbul 1970

9 WSchroumlder D-O Leimann ldquoErmittlung der Getriebeverlustleistungrdquo

Antriebstechnik 19(1980) Nr11 S532 ndash 535

10 Mustafa Gediktaş ldquoMakina Elemanları Problemlerirdquo Fatih Yayınevi 1982 ndash İstanbul

11 Sadık Kakaccedil ldquoIsı Transferirdquo ODTUuml Yayın No27 1970 - Ankara