Rulmanın çalışma
prensibi; iki farklı hız, ters yön veya sabit yüzey ile dönen yüzey gibi ayrı
davranışta bulunan makina parçalarının sürtünmesini asgari düzeye
indirmektir.
Göz ile algılanmasa
da, rulman içerisindeki masura veya bilyalar mikron seviyesinde şekil
değişikliğine uğrar, bu onların belirli hız ve belirli yüke göre
sertliklerinin belirlenmesi ile ortaya çıkar. Normalde çizgisel veya
noktasal baskı yapan bilya ve masuralar bu kuvvetlerle beraber rulmanın
bilezikle beraber şaftına çizgisel, noktasal temas yerine daha geniş bir
yüzey, yani belirli alana yayılarak sürtünme meydana getirirler, bu
şekilde rulmanın içerisinde bilyaların dönmesi sağlanır. Tüm rulmanlara az
da olsa bir kuvvet uygulayarak çalıştırılması gerekmektedir.
Rulman seçim konusunda
belirli bir kural yoktur, her tasarımcı aynı makinalarda farklı rulman
kullanabilir. Önemli olan ihtiyacı karşılamasıdır.
Bunun içinde
kataloglardan;
o
Eksenel ve eksene dik (radyal) yük
o
Çalışma devri
o
Çalışma süresi
o
Rulman ömrü
o
Yağlama şekli
o
Sızdırmazlık elemanlarının seçimi
o
Çalışma sıcaklığı
o
Ses miktarı
o
Çalışma esnasındaki titreşim
o
Montaj şekli gibi başlıca özellikler göz önünde tutulmalıdır.
Ülkemizdeki çoğu
tasarımcı ve mühendisler iç çap, dış çap ve yüke göre rulman seçiminde
bulunmaktadırlar. Bu büyük hatalara neden olmaktadır. Yük hesabı, ömür,
sıcaklık gibi değerleri hesaplamak yerine artık her firmanın kataloğunda bu
değerleri hazır bulmak mümkündür.
EŞ DEĞER DİNAMİK YÜK
(P)
Radyal ve eksenel
yüklerin oluşturduğu bileşke kuvvet rulman ömrünü belirleyen ana etkendir.
Bileşke kuvvete rulman
literatüründe “Eş değer dinamik yük (P) denilmektedir ve
formülü P(N)= Fr *cos β+ Fa * sinβ dir.
sinβ ve cos β değerleri
rulmanın tipine ve büyüklüğüne göre değişir ve bunlar rulman kataloğunda X ve Y katsayıları
olarak verilir. Böylece;
P=X* Fr + Y* Fa olur.
Eğer Fa belli bir
büyüklüğün altında ise ikinci terim 0 kabul edilir ve formül P=X* Fr şekline
döner.
Fa değerinin
dikkate alınıp alınmayacağı ise yine katalogda verilmiş olan "e" katsayısı
ile belirlenir.
Eğer Fa/Fr > e ise P=X*
Fr + Y* Fa formülü kullanılır
Eğer Fa/Fr < e ise P=X*
Fr formülü kullanılır
Burada Fr : Radyal yük (N)
Fa: Eksenel yük
(N)
Belirlenen Eş
değer dinamik yük (P) rulmanın ömrünün hesaplanmasında kullanılan ana
parametredir.
L10= (C/P)p
L10 : Milyon devir cinsinden rulman ömrü
C : Newton cinsinden dinamik yük sayısı
P : Newton cinsinden dinamik eşdeğer yük
p : Bu değer bilyalı rulmanlar için her zaman 3, makaralı
rulmanlar için ise her zaman 10/3 dür.
EŞDEĞER STATİK YÜK (P0)
Ömür hesabında
kullanılan “dinamik yük sayısı (C )" katalogda ilgili
rulmanın tablosundan alınır. Tablolarda C'nin yanında bir de “statik
yük sayısı (C0)" verilir.
Statik yük sayısı (C0) rulman devir
sayısının çok düşük olduğu, yavaş salınım hareketlerinde bulunduğu, hareketsiz
iken yük altında olduğu durumlarda ve en önemlisi şok darbelerine maruz
kalacağı durumlarda dikkate alınır. Bu durumlarda rulman performansının
belirlenmesinde yorulma (fatique) değil fakat statik yükün sebep olduğu kalıcı
deformasyon etkin olur. Bu deformasyon rulmanlarda gürültü, titreşim ve
sürtünmenin artmasına sebep olur. Rulmanın düşük performans sınırına gelmeden
çalışmasını temin için hesaplamalarda statik eşdeğer yük P0 (N) aşağıdaki
formülden hesaplanarak kullanılır.
P0 = X0*Fr+Y0*Fa
C0 = s0*P0, s0 = C0 / P0
C0 :statik yük sayısı ilgili rulman kataloğundan alınır.
s0 :statik emniyet faktörü
X0 , Y0 Rulman kataloğunun ilgili sayfalarında verilir. Statik yük
sayısı C0, Eş değer statik
yük P0 oranının ne kadar olması gerektiği s0 statik emniyet
faktörü tablosunda verilmiştir. (Bu oran şok yükler yoksa bilyalı rulmanlarda
birden küçüktür.) Eğer hesaplanan S0 değeri tablodan bulunan S0 değerinden küçük ise
daha büyük C0 değerine sahip rulman seçilmelidir.