You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
13 YAĞLAMA VE KAYMALI YATAKLAR<br />
İzafi hareket ederek kuv<strong>ve</strong>t ileten parçalar arasında sürtünme <strong>ve</strong> buna bağlı olaraktan aşınma<br />
<strong>ve</strong> ısı açığa çıkar ki buda güç kaybına neden olur. Aşınma <strong>ve</strong> açığa çıkan ısıyı dolayısıyla güç<br />
kaybını azaltmak için izafi hareket eden parçalar arasına yağlayıcı maddeler konur. Bu<br />
makina tasarımında çok rastlanan durumlardan birisidir.<br />
Yağlayıcı maddelerin yağlama özelliğini belirleyen en önemli özellikleri viskozite <strong>ve</strong> ıslatma<br />
kabiliyetleridir. Yağların birde fiziksel özellikleri mevcut olup onlar; ısıl özellikleri, katılaşma<br />
noktası, alevlenme noktası, yanma noktası, oksitlenmesi, yoğunluğu, gibi birçok özelliktir.<br />
13.1 YAG ÇEŞİTLERİ<br />
<strong>Kaymalı</strong> yataklar kuv<strong>ve</strong>t iletiminde çok kullanılan makine parçaları olup bir birine göre izafi<br />
hareket ederler <strong>ve</strong> sürtünmeyi dolayısıyla de aşınmayı izafi hareket eden parçalar arasına<br />
konan katı, sıvı ya da gaz yağlayıcılar sayesinde azaltırlar. Yağlayıcı olarak genelde akışkan<br />
yağlayıcılar kullanılmakla beraber, bazı koşullarda teflon, karbon, molibden disülfit gibi katı<br />
<strong>ve</strong> basınçlı hava gibi gaz yağlayıcılarda kullanılır. Genelde hareketli makina parçalarının<br />
yağlanmasında sıvı yağlar kullanılmaktadır. Modern yağlar içerilerine bir ya da birden fazla<br />
katkı maddesi katılarak düşük sıcaklıklarda akıcı hale getirilmişlerdir.<br />
13.1.1 KATI YAĞLAYICILAR<br />
Katı yağlar yalnız başlarına toz ya da plaka şeklinde kullanıldıkları gibi bazı durumlarda sıvı<br />
ya da greslerle karıştırılarak da kullanılabilirler. Örneğin; karbon küçük plakalar halinde tek<br />
basına 500 o C ye varan ortamlarda yağlayıcı olarak kullanılmaktadır. Polimerler de katı<br />
yağlayıcı olarak kullanılmakta olup bazı makine parçaları direk olarak polimerlerden (en çok<br />
kullanılanı teflon dur) imal edilirler.<br />
13.1.2 YARI KATI (GRESLER) YAĞLAYICILAR<br />
Yarı katı yağlayıcılar sıvı yağlara katılan bir ya da birden fazla katkı maddesi ile elde edilirler<br />
<strong>ve</strong> oda sıcaklığında krem kıvamında bulunurlar. Gresler kullanılan katkı maddesine göre<br />
kalsiyum gresi, lityum gresi <strong>ve</strong> sodyum gresi gibi isimlerle anılırlar, düşük, orta hızla dönen<br />
yük taşıyan yatakların <strong>ve</strong> makine parçalarının yağlanmasında kullanılırlar. Genelde gresler<br />
100 o C sıcaklığa kadar kullanılırlar.
13.1.3 SIVI YARĞLAYICILAR<br />
Sıvı yağlayıcılar organik (hayvansal <strong>ve</strong> bitkisel) yağlar, madensel (mineral) yağlar <strong>ve</strong> sentetik<br />
yağlar olmak üzere üç grupta toplanabilir.<br />
13.1.3.1 ORGANİK YAĞLAYICILAR<br />
Organik yağlar çok pahalı <strong>ve</strong> aynı zamanda içerisinde taşıdığı asitler nedeniyle korozyona<br />
sebebiyet <strong>ve</strong>rdiğinden endüstride hemen hemen hiç kullanılmazlar. Ayrıca bu yağların<br />
kullanma ömürleri de çok azdır. Bazı örnekler; mafsal <strong>ve</strong> kemik yağı hayvansal yağlara örnek<br />
olup, zeytin yağı, fındık yağı, hint yağı gibi yağlarda bitkisel yağlara örnektir.<br />
13.1.3.2 SENTETİK YAĞLAYICILAR<br />
Sentetik yağlar tamamen kimyasal yollarla elde edilen pahalı <strong>ve</strong> kaliteli yağlar olup,<br />
endüstride çokça kullanılmaktadır. Özellikle son yıllarda tasarlanan yüksek performanslı<br />
motorlarda tercih edilmektedirler. Bu yağlar aynı zamanda madeni yağların yağlama<br />
özelliklerini de artırmak için katkı maddesi olarak da kullanılmaktadırlar. Bu yağların<br />
sıcaklığa karşı dayanımı, oksitlenmeye karşı dirençleri, tutuşma sıcaklığı, sıcaklık viskozite<br />
değişimi <strong>ve</strong> kullanıldığı sıcaklık aralığı yüksektir.<br />
13.1.3.3 MADENSEL SIVI YAĞLAR<br />
Bu yağlar endüstride kullanılan <strong>ve</strong> minerallerden (petrolden) damıtılarak elde edilmiş<br />
yağlardır. Bu yağların temel bileşeni hidrokarbonlardır. Ham petrolün yapısına göre parafin,<br />
naften <strong>ve</strong> her ikisinin karışımı şeklindedirler.<br />
Sıvı yağlar aşağıdaki genel özelliklere sahiptir:<br />
1. Viskozitesi sıcaklıkla azalır.<br />
2. Viskoz yapıları nedeniyle yüksek hızlarda yağ filmimim direnci iyidir <strong>ve</strong> yük<br />
taşıyabilirler.<br />
3. Yüksek sıcaklıklarda dahi oksitlenmeye (korozyona) karşı metalleri korurlar.<br />
4. Hareketsiz <strong>ve</strong> hareketli parçalar üzerine yapışması en az düzeydedir.<br />
5. Yük altındaki iki parça arasındaki küçük boşluklara sızarak sürtünmeyi <strong>ve</strong> aşınmayı<br />
azaltır.<br />
6. Yağlanan yüzeyleri temizler<br />
7. Hareket eden parçaları soğutur.<br />
8. Akıcı olması nedeniyle kolay depolanabilir <strong>ve</strong> ucuza üretilebilir.
13.1.4 GGAZ<br />
YAĞĞLAYICILA<br />
AR<br />
Gaz yağğlayıcılar<br />
hıızın<br />
yüksek <strong>ve</strong> taşınan yyükün<br />
az ol lduğu makin ne parçalarıında<br />
kullanı ılırlar.<br />
Aynı zaamanda<br />
gıdaa<br />
sektöründe e de kullanmma<br />
alanı bu ulmaktadır. Gaz G yağlayııcılarda<br />
sürt tünme<br />
en düşüük<br />
düzeyde oolup,<br />
buna bağlı b olarakk<br />
da ısınma en düşük dü üzeydedir. Genelde ha ava,<br />
hidrojenn<br />
<strong>ve</strong> azot gaaz<br />
yağlayıcı olarak kulllanılmakta<br />
olup, o diğer gazlarda g uyygulama<br />
alan nına<br />
bağlı olarak<br />
kullanıılabilir.<br />
13.2 KKAYMALII<br />
YATAK ÇEŞİTLERRİ<br />
Bir binee<br />
karşı izafi hareket ede en, kuv<strong>ve</strong>t yyönünde<br />
har reket etmey yen <strong>ve</strong> bu haareketler<br />
sır rasında<br />
her iki eeleman<br />
arassında<br />
oluşan n yağ filmi ssayesinde<br />
en n az sürtünm me kuv<strong>ve</strong>ti oluşturarak k kuv<strong>ve</strong>t<br />
ileten mmakina<br />
parçaalarıdır.<br />
Bu parçalardann<br />
dönerek hareket h iletenlere<br />
yatak, k, doğrusal hareket h<br />
iletenlerre<br />
ise kızak adı <strong>ve</strong>rilir.<br />
Bu konuu<br />
altında saddece<br />
kayma alı yataklar incelenecek ktir. İki çeşit<br />
kaymalı yyatak<br />
mevcu uttur,<br />
1. RRadyal<br />
kaymmalı<br />
Yatak: : Silindir şekklinde<br />
tasar rlanmış olup p, radyal yöönde<br />
gelen<br />
kkuv<strong>ve</strong>tleri<br />
kkarşılarlar<br />
(r radyal yöndde<br />
hareket yoktur). y<br />
2. EEksenel<br />
kayymalı<br />
yatak: : Bunlar gennelde<br />
düz yataklar y olup p, şaft yatağğa<br />
radyal yö önde<br />
bbağlıdır.<br />
Vee<br />
sadece şaf ft doğrultusuunda<br />
gelen yükleri alır.<br />
Şekil 133.1<br />
de görülldüğü<br />
üzere,<br />
radyal <strong>ve</strong> eexsenel<br />
yataklara<br />
en gü üzel örnek mmotor<br />
krank k<br />
şaftının yataklarıdır.<br />
Burada kr rank şaftı (mmili)<br />
iki yat takla yataklanmış<br />
olup, , bu yatakla ar hem<br />
radyal yyükleri<br />
hemm<br />
de eksenel yükleri karrşılamaktadırlar.<br />
Şekil 133.1<br />
Kraank<br />
Şaftının n Radyal <strong>ve</strong>e<br />
Eksenel <strong>Yataklar</strong>ı Y<br />
Şekilde görüldüğü gibi krank şaftı ş silindirri<br />
üzerindek ki yataklar radyal r kaymmalı<br />
yatakla ar olarak<br />
adlandırrılır<br />
<strong>ve</strong> sadeece<br />
radyal kuv<strong>ve</strong>tleri k allırken,<br />
krank k şaftı silind dirinin yan tarafındaki yataklar
eksenel kaymalı yataklar<br />
olara ak adlandırılır<br />
<strong>ve</strong> sadec ce eksenel kuv<strong>ve</strong>tleri k allırlar.<br />
Kulla anma<br />
yerlerinne<br />
bağlı olarrak<br />
radyal yataklar y tek pparça<br />
imal edildikleri gibi, g iki yarı rım halka şe eklinde<br />
de imal edilirler. Bazı<br />
durumla arda exseneel<br />
yataklar la a radyal yat taklar tek biir<br />
parça olar rak da<br />
imal ediilmişlerdir.<br />
13.3 YYAĞLAMAA<br />
ÇEŞİTL LERİ<br />
Şekil 133.2<br />
de görülldüğü<br />
gibi, hareket h edenn<br />
parçaların n bir birine olan konummuna<br />
göre üç ü çeşit<br />
yağlamaa<br />
şekli mevccuttur.<br />
Şekil 133.2<br />
Üç Temmel<br />
Yağlam ma Çeşidi (YYüzeyler<br />
Oldukça O Büyütülmüştüür)<br />
1. HHidrodinammik<br />
<strong>Yağlama</strong> a (Sıvı Sürtüünmesi):<br />
Bu urada bir birine<br />
karşı izzafi<br />
hareket t eden<br />
iiki<br />
parça Şeekil<br />
13.2a da<br />
görüldüğüü<br />
gibi bir ya ağlayıcı elem man yardımmı<br />
ile birinde en<br />
ttamamen<br />
ayyrılmıştır.<br />
Metal M - metaal<br />
teması söz<br />
konusu ol lmayıp, sürttünme<br />
sadec ce sıvı<br />
mmoleküllerii<br />
arasında ol luşan kaymma<br />
kuv<strong>ve</strong>tind den ibarettir r. Burada raadyal<br />
kuv<strong>ve</strong>t<br />
her iki<br />
yyüzeyi<br />
bir bbirine<br />
yaklaştırmaya<br />
çaalışırken<br />
iza afi hareket sonucunda<br />
ssıvıda<br />
oluşan n basınç<br />
bbunu<br />
dengeeler.<br />
Yüzey sürtünmesi sadece yağ ğlayıcı içind de oluşur <strong>ve</strong> aşınma me eydana<br />
ggelmez.<br />
Tippik<br />
yağ film mi kalınlığı een<br />
düşük no oktada 0.008 8 ila 0.02 mmm<br />
olup, tipik<br />
ssürtünme<br />
kaatsayısı<br />
ise 0.002 ila 0. .01 dir.<br />
2. KKarışık<br />
Yağğlama<br />
(Yarı Sıvı Sürtünnmesi):<br />
Bu durumda Şekil<br />
13.2b dde<br />
görüldüğ ğü gibi<br />
ççok<br />
az bölggelerde<br />
meta al-metal temması<br />
olmakla<br />
beraber kı ısmen hidroodinamik<br />
yyağlamada<br />
söz konusu udur. Böylee<br />
bir yatak ta asarımında yüzey temaası<br />
son derec ce az<br />
oolup,<br />
yüzeyy<br />
aşınması da d az olur. BBöyle<br />
bir ya atakta tipik sürtünme s kaatsayısı<br />
0.00 04 ila<br />
00.1<br />
arasındaadır.<br />
3. SSınır<br />
<strong>Yağlama</strong>sı:<br />
Burad da bir birinee<br />
karşı izafi i hareket eden<br />
iki parçaa<br />
bir birine<br />
ttamamen<br />
deeğmektedir.<br />
. Bazı yağ zzerrecikleri<br />
ancak yüzey<br />
pürüzlüklleri<br />
arasına sıkışmış<br />
oolup,<br />
sürtünnmeyi<br />
<strong>ve</strong> aşınmayı<br />
az dda<br />
olsa azalt tır. Böyle bi ir yatakta tiipik<br />
sürtünm me<br />
kkatsayısı<br />
0. 05 ila 0.2 ar rasındadır.<br />
Buradann<br />
da anlaşılaacağı<br />
üzere en iyi yağlaama<br />
şekli hidrodinamik<br />
h k yağlamaddır.
Hidrodiinamik<br />
yağllama<br />
hidrost tatik yağlamma<br />
şeklinde de yapılabi ilmektedir. Yüksek bas sınçlı<br />
yağ, su <strong>ve</strong>ya hava kkullanılarak<br />
k kaymalı yaatakta<br />
bulun nan iki parça<br />
izafi bir hhareket<br />
olma asa bile<br />
bir birinnden<br />
ayrılabbilir.<br />
Bu tip yağlamalarr<br />
çök pahalı olup özel durumlar d içiin<br />
tasarlanab bilirler.<br />
13.4 HHIDRODİNNAMİK<br />
YA AĞLAMAANIN<br />
BASİT<br />
TEMELLERİ<br />
Şekil 133.3<br />
de tipik bir kaymalı ı yatak örneeği<br />
görülmektedir.<br />
Bura ada yatak mmuyludan<br />
bir razcık<br />
büyük tasarlanmış<br />
<strong>ve</strong> aradaki boşluk b ise yyağ<br />
ile doldu urulmuştur. . Yağ uygunn<br />
bir yerden n yatağı<br />
sürekli oolarak<br />
besleemekte<br />
<strong>ve</strong> iç çeriye girenn<br />
yağ yağlam ma görevini i yaptıktan ssonra<br />
yatağın<br />
kenarlarrından<br />
sızarrak<br />
yatağı te erk etmektedir.<br />
Şekil 133.3<br />
Kaymaalı<br />
Yatak <strong>Yağlama</strong>sı Y<br />
Mil (muuylu)<br />
yatak içerisinde belli b bir açıssal<br />
hız ile sa aat yönünde e dönerek yaatak<br />
zarfı ile<br />
muylu<br />
arasındaa<br />
oluşan izaafi<br />
hız <strong>ve</strong> ya atak boşluğuunun<br />
dönme e yönünde daralması d yüük<br />
taşıyıcı yağ y<br />
filmininn<br />
oluşmasını<br />
sağlar. Ay ynı anda muuylu<br />
yatak iç çinde sağa doğru d kayarrak<br />
eksantri ik bir<br />
konum almasına <strong>ve</strong>e<br />
en ince ya ağ filminin ooluşmasını<br />
neden n olur (Şekil ( 13.3bb).<br />
Hareketi in<br />
devamı ile muylu ssanki<br />
yatağı ın iç kısmınna<br />
tırmanıyo ormuş gibi olur o <strong>ve</strong> bu du durum sınır tabaka t<br />
yağlamaasını<br />
oluşturur.<br />
Hareke etin devamı <strong>ve</strong> hızlanm ması ile sıvı sürtünme s şaartları<br />
oluşu ur <strong>ve</strong><br />
muylu hhareket<br />
yönüünde<br />
sol tar rafa doğru kkayarak<br />
eksantrik<br />
(e) bi ir konum allır.<br />
Bu durum mda yağ<br />
filmi kaalınlığı<br />
ho deeğerine<br />
ulaş şarak yüzeyyleri<br />
bir birin nden uzakla aştırır <strong>ve</strong> ayn ynı anda da muyluya m<br />
gelen raadyal<br />
yükü kkarşılayacak<br />
k basınç değğerine<br />
ulaşı ır (Şekil 13. 3c).<br />
Muylunnun<br />
yatak içinde<br />
hareke ete başlayıp son hızına ulaşıncaya kadar üç aşşamalı<br />
bir yağlama<br />
söz konnusudur.<br />
Bu hareketler sırasında süürtünme<br />
katsayısının<br />
de eğişimi Stribbeck<br />
eğriler ri ile<br />
Şekil 133.4<br />
de <strong>ve</strong>rilmmiştir.<br />
Strib beck eğrilerii<br />
sürtünme katsayısının k n üç temel yyağlama<br />
dur rumuna<br />
göre nassıl<br />
değiştiğiini<br />
gösterme ektedir.
Şekil 133.4<br />
Stribecck<br />
Egrisi<br />
1. Viskozite ): ( Hidrodin namik yağlaama<br />
oluşma ası için artan n viskozite iile<br />
devir say yısının<br />
aazalması<br />
geerekir.<br />
Hidro odinamik yaağlama<br />
oluş şturmak için n gereğindeen<br />
viskoz<br />
yyağlayıcınınn<br />
kullanılması<br />
sürtünmme<br />
kuv<strong>ve</strong>tler rinin artmas sına neden oolur.<br />
Bu dur rumda<br />
yyük<br />
artırılırrsa<br />
yağ filminin<br />
kopmaasına<br />
neden olunur.<br />
2. DDevir<br />
sayısı<br />
(n(dev/s)) : Verilen saabit<br />
yük altın nda hidrodinamik<br />
yağllama<br />
ooluşturabilmmek<br />
için art tan hızla birrlikte<br />
düşük k viskoziteli yağ kullanıılmalıdır.<br />
HHidrodinammik<br />
yağlama a oluştuktann<br />
sonra devr rin (hızın) artırılması a yaağ<br />
filminin<br />
kkopmasına<br />
neden olaca ağından yattak<br />
sürtünm meleri <strong>ve</strong> aşın nma artar.<br />
3. Yatak basınncı<br />
(p): <strong>Kaymalı</strong><br />
yatağaa<br />
gelen birim m yük (basınç),<br />
kaymallı<br />
yatağa ge elen<br />
rradyal<br />
yüküün<br />
yatağın projekşin p alaanına<br />
bölün nmesiyle eld de edilir. D yyatak<br />
çapı, L yatak<br />
ggenişliği<br />
<strong>ve</strong>e<br />
W yatağa gelen g yük isse<br />
yatağa ge elen basınç, , p=W/(DL) ) olur. Sabit t bir<br />
vviskozite<br />
deeğeri<br />
için ya atağa gelen kuv<strong>ve</strong>ti aza altmak için dönme hızıının<br />
azaltılm ması<br />
ggerekir.<br />
Fakkat<br />
viskozite e yatakta hiidrodinamik<br />
k yağ filmin ni oluşturmaalıdır.<br />
Kaym malı<br />
yyatakta<br />
sürttünme<br />
katsa ayısı, sürtünnme<br />
kuv<strong>ve</strong>ti inin radyal yüke y (W) orranıdır.<br />
Hidrodiinamik<br />
yağllama<br />
bölges sinde sürtünnme<br />
katsayıs sının artmas sı, açıklanaabilir.<br />
Denkklemde<br />
görü üldüğü gibi hızın (devir r sayısının)<br />
artırıyorr.<br />
Buda sürttünmenin<br />
ar rtmasına nedden<br />
oluyor.<br />
<br />
<br />
artması kay<br />
denklemi ile<br />
yma gerilme esini<br />
Şekil 133.4<br />
özel bir yatağa ait olan o Stribeckk<br />
eğrisi gör rülmektedir.<br />
Örneğin; ddaha<br />
düzgün n<br />
yüzeyleerde<br />
(daha aaz<br />
pürüzlü yüzeylerde) y daha ince hidrodinami h k yağ filmi oluşur. Böy ylece<br />
n/p deeğeri<br />
(yatak parametresi)<br />
A noktasıında<br />
azalır. Aynı zaman nda yataklaa<br />
mil (muylu u)<br />
arasındaaki<br />
tolerans hidrodinam mik yağ filmmi<br />
oluşması için çok ön nemlidir.
Hidrodiinamik<br />
yağllama<br />
olabilm mesi için aşağıdaki<br />
üç koşul k önem mlidir.<br />
1. YYüzeylerin<br />
ayrılabilme esi için izafi fi hareket ge ereklidir.<br />
2. Şaft eksantrrisinin<br />
sağla adığı yatağıın<br />
içine doğru<br />
tırmanması.<br />
3. UUygun<br />
bir yyağın<br />
kullan nılması.<br />
Değişikk<br />
bir örnek v<strong>ve</strong>rirsek,<br />
bir r kişi çıplak k ayakla göld de kaymaya a çalışırsa, bbirim<br />
alana gelen<br />
basınç ççok<br />
fazla olaacağında<br />
su uya batar. GGerekli<br />
olan n/p değerlerinin<br />
sağlaanması<br />
için n<br />
viskozitte<br />
<strong>ve</strong> hız yüksek<br />
olmalı ıdır. Ya göl yüksek viskoziteli<br />
sıvı ı ile dolduruulmalı<br />
ya da a çok<br />
pratik oolan<br />
hızı artıırmak<br />
gerek kir.<br />
Motor kkrank<br />
şaftı bbaşlangıçta<br />
yavaş y bir döönme<br />
harek keti yapar, bu b durumda yatağın için nde sınır<br />
yağlamaası<br />
oluşturuur.<br />
Bu durum mda yatağa gelen kuv<strong>ve</strong> et azalır. Fa akat motor ççalışır<br />
çalışm maz<br />
yatağa ggelen<br />
kuv<strong>ve</strong>et<br />
artar. Yük kün artmasınna<br />
rağmen hızın h artması<br />
hidrodinaamik<br />
yağlam manın<br />
oluşmassını<br />
sağlar.<br />
13.5 VVİSKOZİTTE<br />
Sıvılarınn<br />
en önemlii<br />
özelliklerin nden birisi mmoleküller<br />
arasındaki sürtünmedeen<br />
(kayma<br />
sürtünmmesi)<br />
dolayı farklı akış karakteristik k kleri göster rmeleridir. Sıvıların S akmmasını<br />
zorla aştıran<br />
kayma ssürtünmesinne<br />
viskozite adı <strong>ve</strong>rilir v<strong>ve</strong><br />
bu akışka anlara da vi iskoz akışkaanlar<br />
denir.<br />
Sıvılarddaki<br />
viskozite,<br />
dinamik k viskozite oolarak<br />
da ad dlandırılır <strong>ve</strong> e Şekil 13.55<br />
de görüldü üğü gibi<br />
katılarddaki<br />
kayma ggerilmesiyle<br />
e aynı karakkteristiğe<br />
sa ahiptir.<br />
Şekil 133.5<br />
Viskoziite<br />
<strong>ve</strong> Kaym ma Gerilmeesi<br />
Benzerl liği
Şekil 13.5 de görüldüğü gibi sabitlenmiş bir şaft ile hareketli bir silindir arasına lastik bir<br />
elaman yapıştırılmıştır. Hareketli silindire herhangi bir kuv<strong>ve</strong>t uygulandığında şekil 13.5b da<br />
görüldüğü gibi lastik elemanda sabit bir yer değiştirme söz konusudur. Eğer lastik elemanı<br />
Newton akışkanı ile yer değiştirilir ise, şekil 13.5c de olduğu gibi yer değiştirme () de sabit<br />
bir hızla (U) yer değiştirmiş olur. Bu viskoz akışların Newton kanununa uygulamasıdır <strong>ve</strong><br />
ince film kalınlığı içindeki hız değişimi düzgün bir şekilde olur. Yağ tabakaları arasında<br />
oluşan düzgün kayma Newton kanunu olarak, akışkan moleküllerinin yüzeylere çok iyi<br />
yapıştığı <strong>ve</strong> yağ filmi içinde basınç olmadığı kabulü ile aşağıdaki gibi yazılır. <br />
<br />
/ <br />
<br />
/ / <br />
13.1<br />
İngiliz sisteminde viskozitenin birimi lb-s/in 2 <strong>ve</strong>ya reyn <strong>ve</strong> SI sistemde ise N-s/m 2 . İki sistem<br />
arasındaki dönüştürme katsayısı aynıdır.<br />
1 <br />
1 . 6890 . <br />
<br />
6890 . 13.2<br />
The reyn and Pascal-saniye çok büyük değerler olup, mikroreyn (reyn<strong>ve</strong> milipascal-saniye<br />
(mPa.s genelde kullanılır. Standart metrik sistemde viskozite birimi olarak sıkça Poise<br />
birimine rastlanmaktadır. Burada; 1 cp(centipoise) = 1 mPa.s<br />
Akışkan viskoziteleri değişik yollarla ölçülmekte olup, ölçümler izafidir. Bazen akışkan<br />
viskozitesi, belli bir miktar akışkanın, belli çaptaki bir borudan, yerçekiminin etkisi altında<br />
akma zamanın ölçülmesiyle elde edilir. Yağların viskozitelerinin belirlenmesinde Saybolt<br />
Uni<strong>ve</strong>rsal Viscometer kullanılır <strong>ve</strong> ölçülen değer saybolt saniye olarak <strong>ve</strong>rilir. Bazen sonuçlar<br />
aşağıdaki şekilde de olduğu gibi <strong>ve</strong>rilebilirler, SUS (Saybolt Uni<strong>ve</strong>rsal Second), SSU (Saybolt<br />
Seconds Uni<strong>ve</strong>rsal) <strong>ve</strong>ya SUV (Saybolt Uni<strong>ve</strong>rsal Viskosity). Bu ölçümler gerçek viskozite<br />
değerleri değildir. Çünkü ölçüm sırasında akışkanın kütle yoğunluğu, yerçekimi etkisiyle<br />
oluşan akışa etki etmektedir. Böylece, viskozite metreden aynı viskoziteye sahip fakat yüksek<br />
kütle yoğunluğuna olan akışkan, az kütle yoğunluğu olan akışkandan daha hızlı akar. Saybolt<br />
tipi viskozite metreden ölçülen viskozite kinematik viskozitedir <strong>ve</strong> viskozitenin akışkan<br />
yoğunluğuna bölünmesiyle bulunur.<br />
<br />
<br />
ü ğğ<br />
Burada birim cm 2 /s olup stoke olarak adlandırılır <strong>ve</strong> kısaca st ile gösterilir.<br />
Net viskozite, Saybolt viskozite metresinden saniye birimiyle ölçülen değerin aşağıdaki<br />
denkleme konulmasıyla elde edilir. Denklemde; S zamanı (saniye).<br />
<strong>ve</strong><br />
13.3<br />
. 0.22 180<br />
13.4
0.145 0.22 1 180<br />
<br />
<br />
Burada; ; kütlenin yoğunluğu<br />
edilen yyağlar<br />
için 660<br />
yoğunluuk<br />
ise aşağıd<br />
o F (15.6 o<br />
u olup, birimmi<br />
gram/sant timetre küp (g/cm<br />
o<br />
C) deki küttle<br />
yoğunlu uğu 0.89 g/c<br />
daki denkle emden elde eedilir.<br />
3 ) tür<br />
m 3 r. Petrolden elde<br />
dür. Diğğer<br />
derecele erdeki<br />
<br />
o C<br />
C a<br />
<br />
o F F b<br />
Otomobbil<br />
Mühendiisleri<br />
Derne eği tarafındaan<br />
yağlar viskozitelerin<br />
ne göre sınıfflandırılmış<br />
ştır. Bazı<br />
SAE yaağlar<br />
için visskozitenin<br />
sıcaklıkla s deeğişimi<br />
Şek kil 13.6 da <strong>ve</strong>rilmiştir. v HHerhangi<br />
bi ir yağ<br />
<strong>ve</strong>rilen vviskozite<br />
eğğrisinden<br />
fa azlasıyla sappabilir<br />
fakat t SAE sürek kli olan birççok<br />
viskozite<br />
aralığı<br />
tanımlammıştır.<br />
Örneeğin;<br />
Bir SA AE 30 yağınnın,<br />
SAE 20 0 yağından biraz b daha vviskozdur<br />
<strong>ve</strong>ya v<br />
SAE 300<br />
yağı SAE 440<br />
yağından n biraz dahaa<br />
az viskozd dur. Bununl la birlikte, BBununla<br />
bir rlikte,<br />
her bir vviskozite<br />
arralığı<br />
(bantı) ) sadece bir r sıcaklık içi indir.<br />
Şekil 133.<br />
6 SAE YYağları<br />
İçin n Viskozite Sıcaklık Eğrileri<br />
13.5
SAE 20<br />
-18 o 0, 30, 40 <strong>ve</strong><br />
C (00<br />
değerler<br />
değerler<br />
o F) de visk<br />
rdeki viskoz<br />
rine -18 o 50 yağları 1<br />
kozite bantla<br />
zite değerle<br />
C ( (0 o 100<br />
F) de <strong>ve</strong><br />
o C (212 o<br />
F) de değiş şik SAE 5W<br />
arı belirlenmmiştir.<br />
Birden<br />
fazla num<br />
rini taşır. ÖÖrneğin,<br />
SAE<br />
10W-40 y<br />
40 viskozitee<br />
değerlerin ni 100 o W, 10W <strong>ve</strong> 2<br />
maralı yağla<br />
yağı 10W v<br />
C (21 12 o 20W yağlar rı ise<br />
arda ise yağ ğ <strong>ve</strong>rilen<br />
viskozite<br />
F) de sağğlamak<br />
zoru undadır.<br />
Endüstr<br />
2422, A<br />
3448<strong>ve</strong><br />
40 o ride kullanıllan<br />
akışkanl ların viskozziteleri<br />
gene elde uluslara arası standar artlar da AST TM D<br />
American Naational<br />
Stan ndart Z11.2332,<br />
International<br />
Standart<br />
Organizzation<br />
ISO standart s<br />
bazıları. Faarklı<br />
viskozi ite değerlerii<br />
için ISO VG V olarak if fade edilip, takip eden numara<br />
C deeki<br />
kinematiik<br />
viskozite e değerini göösterir.<br />
Gres Neewton<br />
bir akkışkan<br />
olma adığından, kkayma<br />
gerilmesi<br />
akma gerilmesinii<br />
geçinceye kadar<br />
akış özeelliği<br />
yokturr.<br />
Dolayısıy yla viskoziteeleri<br />
belli bi ir sıcaklık <strong>ve</strong> v akma oran anı (debi) içi in<br />
belirlennir.<br />
(bak ASTTM<br />
D1092) ).<br />
Problemm:1<br />
Bir mo<br />
kullanılarak<br />
100<br />
(<strong>ve</strong>ya ce<br />
o torda kullan nılan yağın viskozitesi Saybolt vis skozite (Şekkil<br />
13.7) me etresi<br />
C de <strong>ve</strong> 58 sa aniyede testt<br />
edilmiştir. Viskozitesi i milipascall-saniye<br />
olar rak<br />
entipoises), <strong>ve</strong> microreyns<br />
olarak nnedir?<br />
Yağı ın SAE num marası nedirr?<br />
Verilennler:<br />
100 o C, , akiş zaman nı: 58 s<br />
İstenenn:<br />
Viskozite?<br />
Çözüm:<br />
Denklemm<br />
13.6a; o C<br />
<br />
g<br />
Denklemm<br />
13.4; .,<br />
0.2258<br />
<br />
0.837 0 8.0 08 . <br />
8.08 <br />
Denklemm<br />
13.5; <br />
0.145 0 0.2258<br />
<br />
0.837 1.17 1 <br />
Problemmdeki<br />
yağ SSAE<br />
40 yağı ına yakındırr.<br />
<br />
<br />
g/cm 3
13.6 SSICAKLİĞĞİN<br />
VE BA ASINCIN VVİSKOZİT<br />
TE ÜZERİN NDEKİ ETTKİSİ<br />
Çok nummaralı<br />
yağlaar<br />
(SAE 10W W-40) tek nnumaralı<br />
ya ağlara (SAE 40 <strong>ve</strong>ya SAAE<br />
10W) or ranla<br />
viskozittelerinin<br />
sıccaklıkla<br />
değişimleri<br />
dahha<br />
azdır. Viskozitenin<br />
sıcaklıkla s deeğişiminin<br />
ölçülmeesine<br />
viskozzite<br />
indexi ( sıralaması) adı <strong>ve</strong>rilir. Viskozite sıralaması s (iindexi)<br />
ilk kez k<br />
1929 yıllında<br />
Pensillvanya<br />
ham m petrolündeen<br />
elde edile en yağlar <strong>ve</strong> e Gulf Coasst<br />
ham petro olden<br />
elde ediilen<br />
yağlar iiçin<br />
Dean <strong>ve</strong> e Davis taraafından<br />
yapılmıştır.<br />
Pen nsilvanya ppetrolünden<br />
elde<br />
edilen yyağlara<br />
VI 1100<br />
değeri <strong>ve</strong> v Gulf Coaast<br />
petrolünd den elde edi ilen yağlaraa<br />
ise 0 değer ri<br />
<strong>ve</strong>rilmişştir.<br />
Diğerleeri<br />
ise indek kste 0 ila 1000<br />
arasına se erpiştirilmiştir.<br />
Çağdaş viskozite in ndeksi<br />
ANSI/AASTM<br />
şartnname<br />
D2270 0 dedir.<br />
Petroldeen<br />
elde edilmmeyen<br />
(sen ntetik) yağlaarın<br />
viskozit teleri sıcaklıkla<br />
çok az değiştiğind den<br />
bunlarınn<br />
viskozite iindeksi<br />
dışına<br />
çıkarlar. Yani visko ozite indeks numarası 1100<br />
den fazl ladır.<br />
Tüm yaağlayıcılarınn<br />
viskozitele erinin basınççla<br />
değiştiğ ği bilinmektedir.<br />
Bu etkki<br />
kaymalı<br />
yataklarrda<br />
basıncınn<br />
yatak basıncının<br />
üzerrine<br />
çıktığı durumlarda d fazlasıyla eetkili<br />
olur.<br />
13.7 YYATAK<br />
SÜÜRTÜNME<br />
ESİ İÇİN PPETROFF<br />
DENKLEM Mİ<br />
Hidrodiinamik<br />
yatakta<br />
(Şekil 13.8)<br />
orijinaal<br />
sürtünme analizi ilk kez k 1883 yıılında<br />
Petrof ff<br />
tarafınddan<br />
yapılmışştır.<br />
Bu denk klemler bassit<br />
ideal bir durum için aşağıdaki kkabullerle<br />
yapılmıştır.<br />
1. YYatakla<br />
mill<br />
(muylu) merkezleri m arrasında<br />
eksa antriklik yoktur.<br />
2. <strong>MM</strong>uylu<br />
yataağın<br />
içine do oğru tırmanm nma hareketi i yapmıyor.<br />
3. YYağ<br />
filmi yyük<br />
taşımıyo or.<br />
4. EEksenel<br />
doğğrultuda<br />
yağ ğ akımı yokk.<br />
Şekil 133.8<br />
Petrroff<br />
Analizi i İçin Yük TTaşımayan<br />
n <strong>Kaymalı</strong> Yatak Y<br />
Şekil 133.5<br />
i referanns<br />
alarak sür<br />
edip, şekil<br />
13.8 zi kkullanarak<br />
a<br />
<br />
rtünme mommentini,<br />
yağ<br />
aşağıdaki deenklemi<br />
eld<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
/ <br />
ğ filmini bir<br />
de ederiz.<br />
/<br />
/ <br />
r akışkan blo<br />
<br />
oğu gibi ka abul
Burada; ;<br />
;<br />
<br />
<br />
<br />
Eğer az bir yük W ssafta<br />
uygula<br />
<br />
Burada p projeksiyyon<br />
birim al<br />
Şüphesiiz,<br />
yükün uyygulaması<br />
s<br />
Bunun ddenklem<br />
b üüzerindeki<br />
e<br />
Denklemm<br />
13.7Petrooff<br />
denklem<br />
2<br />
Bu denkklem<br />
basit bbir<br />
hesaplam<br />
katsayıssının<br />
elde eddilmesini<br />
sa<br />
Petroff ddenklemi<br />
kaymalı<br />
yata<br />
ikicisi dde<br />
R/c oranı,<br />
bazen boş<br />
bir değeere<br />
sahiptir.<br />
4 , <br />
<br />
<br />
anırsa, sürtü<br />
<br />
anına gelen<br />
sonucunda ş<br />
etkisini ihm<br />
2<br />
idir. Petroff<br />
2<br />
<br />
mayla hafif y<br />
ağlar.<br />
aklardaki iki<br />
luk oranı ol<br />
<br />
ünme mome<br />
<br />
n radyal bası<br />
şaft yatağın<br />
mal edersek,<br />
<br />
<br />
ff denklemi<br />
<br />
<br />
ç <br />
2<br />
enti şöyle if<br />
2<br />
ınç (yatakta<br />
merkezine<br />
denklem b<br />
açısal hız ci<br />
<br />
<br />
<br />
yük altındak<br />
i önemli par<br />
larak da adl<br />
<br />
ç<br />
fade edilir,<br />
aki yağ basın<br />
göre eksant<br />
<strong>ve</strong> c aşağıd<br />
insinden de<br />
<br />
<br />
ki kaymalı y<br />
rametreyi b<br />
landırılır <strong>ve</strong><br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
ıncı).<br />
trik konum alır.<br />
daki hali alır r.<br />
13.7<br />
e ifade edilebilir.<br />
2<br />
yataklarda ooluşan<br />
sürtü ünme<br />
elirler. Biriincisi<br />
n/p <strong>ve</strong> v<br />
genelde 5000<br />
ila 1000 arasında a<br />
Problemm<br />
2: Şekil 113.9<br />
da görü ülen kaymallı<br />
yatak için nde 100 mm m çapında mmuylu,<br />
80 mm m<br />
boyundaa<br />
yatağın iççine<br />
0.10 mm m lik toleranns<br />
ile yerleş ştirilmiştir. <strong>Yağlama</strong> Y yaağının<br />
visko ozitesi<br />
50 mPa.s<br />
dır. Şaft 6600<br />
rpm hız zla dönerkenn<br />
5000 N lu uk yük taşım maktadır. Yaatakta<br />
oluşa an<br />
sürtünmme<br />
katsayısınnı<br />
<strong>ve</strong> güç ka aybını bulunnuz.<br />
Verilennler:<br />
D = 1000<br />
mm, c = 0.05 mm, L = 80 mm, n = 600 rpm m, 50 .<br />
,<br />
F = 50000<br />
N<br />
İstenennler:<br />
v<strong>ve</strong><br />
Güğ Kayb bı = ?<br />
Şekil 133.9<br />
Kaymallı<br />
Yatak<br />
<br />
; 22;<br />
2
Çözüm:<br />
Denklemm<br />
13.7 kulla<br />
600<br />
<br />
anılarak;<br />
<br />
<br />
600<br />
<br />
<br />
<br />
0.05 .<br />
2<br />
500<br />
0.08<br />
Sürtünmme<br />
momenti<br />
<br />
0.01<br />
üç<br />
NOTE: <br />
Burada<br />
bir hesa<br />
<br />
. 10 <br />
00 <br />
<br />
0.1 <br />
<br />
kayıp enerj<br />
aplamada vi<br />
<br />
/ 50 <br />
0.05 <br />
i;<br />
0.1 <br />
1585000 <br />
2<br />
3.95 <br />
i, isi enerjis<br />
skozitenin s<br />
<br />
<br />
<br />
210<br />
si olarak sis<br />
sıcaklıkla d<br />
.<br />
. <br />
248 <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
stemden atıl lır. Bu durum mda yağın ıısısı<br />
artar, gerçek g<br />
değişimi kon ntrol edilme elidir.<br />
13.8 HHİDRODİNNAMİK<br />
YA AĞLAMAA<br />
TEORİSİ<br />
Hidrodiinamik<br />
yağllama<br />
teorisi Osborne RReynoldsa<br />
ka adar uzanm makta olup BBeauchamp<br />
Tower<br />
tarafınddan<br />
1880 li yyıllarda<br />
Şek kil 13.10 görrülen<br />
bir de eney düzene eği kullanılaarak<br />
laborat tuvarda<br />
demiryoollarında<br />
kuullanılan<br />
ma akinelerin yaatakları<br />
için n deneysel çalışmalar ç yyapılmıştır.<br />
Deney D<br />
düzeneğğinde<br />
yağlamma<br />
yağını göndermek g iiçin<br />
bir deli ik açılmıştır r. Tower denneyleri<br />
sırasında,<br />
bu delikkten<br />
yağ gönndermediği<br />
zaman, yağğın<br />
buradan n dışarı aktığ ğını gözlemmlemiştir.<br />
To ower<br />
deliği kapamasına<br />
rrağmen,<br />
hid drodinamik yağ basıncı ının tapayı fırlattığını f ggözlemlemiş.<br />
Bunun üüzerine<br />
başkka<br />
deliklerd de delerek bburalardan<br />
hidrodinami h k yağ basınncını<br />
ölçmey ye<br />
başlamııştır.<br />
Ölçümmler<br />
sonucun nda, toplam bölgesel hi idrodinamik k basıncın, ddiferansiyel<br />
l yatak<br />
iz düşümm<br />
alanıyla ççarpımının<br />
yatak y tarafınndan<br />
karşıla anan yüke eşit e olduğunnu<br />
bulmuş.<br />
Şekil 133.10<br />
Beauchamp<br />
To ower Deneyy<br />
Düzeneği i <strong>ve</strong> Ölçülen n Basınç Dağılımı
Reynolddsun<br />
teorik analizi onun<br />
hidrodinaamik<br />
yağlam manın temel l denklemiddir.<br />
Reynold dsun<br />
takip edden<br />
denklemmleri<br />
bir boy yutlu iki düzzgün<br />
plaka arasındaki akış a içindir. . Bu denklemler<br />
kaymalıı<br />
yataklara dda<br />
uygulana abilir çünküü<br />
yağ filmin nin kalınlığı yatağın çappına<br />
oranla çok<br />
küçük oolduğundan<br />
yatak düz kaymalı k yataak<br />
gibi düşü ünülebilir. Bir B boyutlu akış kabul edilip,<br />
yatağın kenarlarınddan<br />
olan akı ış göz önünee<br />
alınmadan n <strong>ve</strong> yaklaşı ık olarak L/D /D oranı 1.5<br />
alınarakk<br />
kabuller yapılmıştır.<br />
Şekil Ş 13.11 de görülen elemana etkiyen<br />
kuv<strong>ve</strong>etlerin<br />
deng ge<br />
durumuu<br />
x-doğrultuusunda<br />
aşağı ıdaki kabulllerle<br />
yapılar rak yazılır.<br />
1. YYağlayıcı<br />
vviskoz<br />
Newt tonian akış özelliği gös sterir.<br />
2. YYağlayıcınıın<br />
atalet kuv v<strong>ve</strong>tleri ihmmal<br />
edilir.<br />
3. YYağlayıcı<br />
sıkıştırılama<br />
az.<br />
4. YYağın<br />
viskoozitesi<br />
yağ filmi f boyunnca<br />
sabittir.<br />
5. BBasınç<br />
ekseenel<br />
doğrult tuda değişmmez.<br />
6. YYatak<br />
boyuu<br />
(z yönünde e) sonsuzduur.<br />
Bunun an nlamı yatak k boyunca akkış<br />
yoktur.<br />
7. yy-yönünde<br />
bbasınç<br />
sabit ttir. Böylecee<br />
basınç sad dece x-yönü ünde değişirr.<br />
8. YYağ<br />
filmi iççindeki<br />
herh hangi bir yaağ<br />
zerresinin n hızı x <strong>ve</strong> y yönünde ddeğişir.<br />
Şekil 133.11<br />
Basıınç<br />
<strong>ve</strong> Sürt tünme Kuvv<strong>ve</strong>tleri<br />
x-D Doğrultusun ndaki Bir Y<strong>Yağlama</strong><br />
El lemanı<br />
Üzerindde<br />
Görülmektedir<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
0<br />
<br />
Gerekli işlemler yaapılınca,<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Denklemm<br />
13.1 de FF/A<br />
değeri kayma k gerilmmesi<br />
değe eridir. Şekil 13.11 deki blok şeklin ndeki<br />
diferanssiyel<br />
elemannın<br />
yüksekliği<br />
dy, hızı u, üsten alta a doğru hız değişimi duu<br />
dur. Bunla arı
denklem 13.1 de <strong>ve</strong>rilen / da yerine koyalım. Burada sadece u hızı x <strong>ve</strong> y ile<br />
değiştiğinden kısmi türev kullanılır.<br />
<br />
<br />
<br />
Aynı şekilde her iki x <strong>ve</strong> y ile değişmektedir. / kısmi türev şekil 13.11 <strong>ve</strong> denklem a da<br />
kullanılmıştır. Basıncın y <strong>ve</strong> z ile değişmediği kabul edildiğinden dp/dx türevi kullanılmıştır.<br />
Denklem c nin y ye göre türevi alınıp denklem b de yerine yazılırsa;<br />
<br />
<br />
y ye göre iki kez integral alınırsa (x sabit),<br />
1 <br />
<br />
<br />
<strong>ve</strong><br />
ç :<br />
1<br />
<br />
<br />
İç ğ : 1<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2 <br />
Sınır şartları olarak, akışkan ile sınır yüzeyler arasında kayma kabul edilmez. Buradan <strong>ve</strong><br />
katsayıları hesaplanır.<br />
0 0 <br />
Gerekli işlemler yapılınca;<br />
<br />
0<br />
2 <br />
Bu değerler denklem d de yerine yazılırsa;<br />
1 <br />
2 <br />
8<br />
<br />
Denklem 8 yağlayıcı filmin herhangi bir yz düzlemindeki hız dağılımını, mesafenin y, basınç<br />
değişiminin dp/dx, yağ filmi kalınlığı h <strong>ve</strong> yüzey hızının U fonksiyonu olarak ifade<br />
etmektedir. Dikkat edilirse hız değişimi iki terime bağlıdır. 1) düzgün dağılım ikinci terimle<br />
ifade edilir <strong>ve</strong> şekil 13.12 de kesik kesik çizgi ile gösterilmiştir. 2) parabolik dağılım ise<br />
birinci terim ile <strong>ve</strong>rilmiştir. Parabolik terim, düzgün değişin olan kısmın toplanması ya da<br />
çıkarılması sonucu ya pozitif ya da negatif olabilir. Basıncın maksimum olduğu yerde<br />
dp/dx=0, olur <strong>ve</strong> hız dağılımı denklem 8 den aşağıdaki gibi ifade edilir.
Şekil 133.12<br />
Yağğlayıcının<br />
Hız H Değişimmi<br />
Yağlayııcının<br />
belli bbir<br />
birim za amanda bellli<br />
bir debide e , z yönü ündeki birimm<br />
genişlik iç çin<br />
Şekil 133<br />
11 deki keesit<br />
alanında an aktığını kkabul<br />
edelim m.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
<br />
<br />
<br />
12 1 <br />
Sıkıştırıılamayan<br />
akkış<br />
için, deb bi (akış oran<br />
Denklemm<br />
e de gerekli<br />
işlemler r yapılırsa;<br />
<br />
<br />
2 <br />
Veya<br />
<br />
<br />
nı) kesit boy<br />
<br />
<br />
0<br />
<br />
<br />
12<br />
<br />
6<br />
yunca aynı o<br />
<br />
2 0<br />
<br />
olmalıdır.<br />
0<br />
<br />
Denklemm<br />
9, bir boyyutlu<br />
akış iç çin Reynolds ds denklemid dir. Yapılan n kabulleri öözetlersek:<br />
Newtonnian<br />
akışkann,<br />
sıkıştırılam maz, sabit vviskozite<br />
<strong>ve</strong> e yerçekimi <strong>ve</strong>ya atalet yükü, lamin ner akış,<br />
sınır tabbakada<br />
kaymma<br />
yok, yağ ğ filminin çook<br />
ince olm ması nedeni ile i film kalıınlığı<br />
boyun nca<br />
basınç ddeğişimi<br />
yokk<br />
<strong>ve</strong> mil çap pı sonsuz (zz-<br />
yönünde akiş yok) dü üşünülmüşttür.<br />
z yönünnde<br />
de akış oolduğu<br />
düşü ünülürse, ay<br />
elde ediilir.<br />
<br />
<br />
ynı yöntemle<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
e iki boyutlu<br />
<br />
<br />
6<br />
u akış için R<br />
<br />
Reynolds de enklemi<br />
10<br />
<br />
Denklemm<br />
11 için annalitik<br />
çözü üm yoktur. AAncak<br />
sayıs sal <strong>ve</strong> analog g çözümler mevcuttur.<br />
Modernn<br />
yataklar esskilere<br />
naza aran daha kıısa<br />
yapılmak ktadır. Gene elde L/D oraanı<br />
0.25 ila 0.75<br />
arasındaa<br />
değişmekttedir.<br />
Bu du urumda topllam<br />
akışın çok ç büyük bir b kısmı z yyönünde<br />
aka ar.<br />
Böylecee,<br />
kısa yatakklarda<br />
x teri imi göz önüünde<br />
bulund durulmaz. Buna<br />
göre;<br />
<br />
<br />
9
Denklemm<br />
9, 10 <strong>ve</strong> 111<br />
integral edilip e kaymmalı<br />
yataklar rın tasarımın nda <strong>ve</strong> anallizinde<br />
kulla anılır.<br />
Bu prossese<br />
genel oolarak<br />
Ocvir rk,s kısa yatak<br />
yaklaşım mı denir.<br />
13.9 HHİDRODİNNAMİK<br />
YA ATAKLARRDA<br />
TASA ARIM EĞR RİLERİ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
6 <br />
<br />
Denklemm<br />
9 zun çöz<br />
oranınınn<br />
1.5 dan fa<br />
Diğer çöözüm<br />
olan O<br />
denklemm<br />
11 gerçeğ<br />
tasarımıında<br />
kullanı<br />
grafikleer<br />
elde etmiş<br />
Şekil 133.13<br />
den şek<br />
yataklarr<br />
(60<br />
Grafikle<br />
o , 120 o<br />
zümü 1910<br />
azla <strong>ve</strong> yatağ<br />
Ocvirk kısa<br />
ğe çok yakın<br />
ılmaktadır.<br />
şlerdir. Bu e<br />
kil13.19 za<br />
<strong>ve</strong>ya 180<br />
erde <strong>ve</strong>rilen<br />
o yıllarda yappılmıştır.<br />
Bu u çözüm son n derece iyii<br />
sonuçlar, L/D L<br />
ğın sonsuz uuzunlukta<br />
olduğu o kabu ulü yapılarakk<br />
elde edilm miştir.<br />
a yatak çözüümü,<br />
L/D or ranının 0.25 ila 0.75 oldduğu<br />
durum mda da<br />
n sonuçlar v<strong>ve</strong>rmektedir.<br />
Bu denkle em çok sıkçaa<br />
kısa yatak k<br />
Raimondi v<strong>ve</strong><br />
Boyd den nklem 10 nu u nümerik oolarak<br />
çözüp p<br />
eğriler yatakklar<br />
için doğru<br />
sonuçla ar <strong>ve</strong>rmekteddir.<br />
Bu graf fikler<br />
kadar olan ggrafiklerde<br />
gösterilmiş ştir. Raımonndi<br />
<strong>ve</strong> Boyd d kismi<br />
) <strong>ve</strong> eksenel yataklar içi inde grafikl ler elde etmmişlerdir.<br />
n birçok değ ğer burada kkullanılmış<br />
olup o şekil 13.20<br />
de gössterilmiştir.<br />
Şekil 133.13<br />
En İİnce<br />
Film Kalınlığının<br />
K n Değişim Grafikleri G<br />
Tüm Raaımondi<br />
<strong>ve</strong> Boyd grafik kleri yatak kkarakteristik<br />
k numarası <strong>ve</strong>ya Sommmerfeld<br />
deği işkeni,<br />
S, gibi bboyutsuz<br />
yaatak<br />
parametreleri<br />
<strong>ve</strong>rirr.<br />
Burada S, yatak karak kteristik nummarası<br />
olar rak<br />
adlandırrılır.<br />
11
S değeri hesaplanırken kullanılacak birimler;<br />
, , <br />
<br />
, , <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Görüldüğü gibi S daha önce anlatılan <br />
, , <br />
<br />
, , <br />
<br />
. <br />
<br />
<br />
<br />
nin <strong>ve</strong> <br />
<br />
; <br />
<br />
nin karesinin fonksiyonudur. Grafikler<br />
logaritmik skalada çizilmiş olup lineer (düzgün) kısmı 0 ila 0.01 arasındadır.<br />
Şekil 13.18 <strong>ve</strong> 13.19 daki grafikler hazırlanırken yatağa yağ atmosferik basınçla sağlanıyor <strong>ve</strong><br />
akış miktarı <strong>ve</strong> kanallar göz önünde bulundurulmamıştır. Viskozite sabit kalıp, yatağa giriş <strong>ve</strong><br />
çıkış ortalama sıcaklığına sahiptir.<br />
Şekil 13.14 ile şekil 13.19 da gösterilen herhangi bir yatağın performans değerleri L/D<br />
oranının 0.25 den büyük herhangi değerleri için Raimondi <strong>ve</strong> Boys in <strong>ve</strong>rdiği aşağıdaki<br />
İnterpolasyön denklemi kullanılarak elde edilmiştir.<br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
1<br />
8 1<br />
12<br />
14<br />
1<br />
3 12<br />
14<br />
<br />
1<br />
4 1<br />
14<br />
<br />
<br />
<br />
1<br />
24 1<br />
12<br />
<br />
<br />
<br />
12<br />
Burada, y istenen <strong>ve</strong> L/D oranının ¼ den büyük olduğu performans değeridir. Ayrıca, sırasıyla<br />
,,/ <strong>ve</strong> / yatağın L/D oranına karşılık gelen değerler olup sırasıyla ∞, 1, <br />
<br />
dür.
Şekil 133.14<br />
Sürtünme Katsayısının Değişkeni Grafiği
Şekil 133.15<br />
Makksimum<br />
Fil lim Basıncıının<br />
Belirle endiği Graf fikler<br />
Şekil 133.16<br />
Minnimum<br />
Filim m Kalınlığıının<br />
ho Old duğu Yeri Belirleyen B GGrafikler<br />
Şekil 133.17<br />
Makksimum<br />
Fil lim Basıncıının<br />
Olduğ ğu <strong>ve</strong> Filimi in Kayboldduğu<br />
Yeri<br />
Belirleyyen<br />
Grafikller
Şekil 133.18<br />
Akışşkan<br />
Değişkenlerinin<br />
Grafikleri i<br />
Şekil 133.19<br />
Kennar<br />
Akışının n Toplam AAkışa<br />
Oran nını Göster ren Grafikler
Şekil 133.20<br />
Filimmin<br />
Basınç ç Dağılımınnı<br />
Gösteren Polar Gra afik<br />
Problem<br />
çapı 2 in<br />
kullanıl<br />
130 o m 3: Şelik 113.21<br />
de gör rülen kaymmalı<br />
yatağın<br />
nch olup raddyal<br />
yönde 1000 lb yükkü<br />
3000 rpm<br />
makta olup atmosferik k basınçla yaağlama<br />
yapm<br />
F ddır.<br />
Raimonndi-Body<br />
grrafiklerini<br />
ku ullanarak, mminimum<br />
fil<br />
filimin mmaksimum<br />
basıncını, açıları a Kenardaan<br />
akan yağğ<br />
kadar yata ağa sürekli y<br />
,<strong>ve</strong> boyu 1 inch h, toleransı 00.0030<br />
inch h, muylu<br />
m de taşıma aktadır. SAEE<br />
20 yağı<br />
maktadır. Yağ Y filimininn<br />
ortalama sıcaklığı<br />
lim kalınlığ ğını, yatak süürtünmesin<br />
ni,<br />
<strong>ve</strong> toplam yağ debisinni<br />
bulunuz.<br />
yağ katılmaktadır.<br />
Verilennler:<br />
D = 2 inch, L = 1 inch, c = 00.0015<br />
inch, n = 3000 r<br />
İstenennler:<br />
Raimonndi-Body<br />
grafiklerini g kkullanarak,<br />
minimum f<br />
sürtünmmesini,<br />
filimmin<br />
maksimu um basıncınnı,<br />
açıları <br />
yağlamaada<br />
kullanıllan<br />
<strong>ve</strong> dışarı ıya akan yaağ<br />
debi oran<br />
,<strong>ve</strong><br />
rpm, W = 10000<br />
lb, T = 130<br />
filim kalınlığğını,<br />
yatak<br />
<strong>ve</strong> toplaam<br />
yağ debi<br />
nlarını bulun nuz.<br />
o F<br />
isini,<br />
Şekil 133.21<br />
Basiit<br />
<strong>Kaymalı</strong> Yatak
Çözüm:<br />
Öncelikle <strong>ve</strong>rilenlerden yatak karakteristik numarasının hesaplanması gerekmektedir. Çünkü<br />
bütün grafikler bu değere bağlı olarak hazırlanmıştır.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Burada; p = W/(LD)<br />
1000<br />
<br />
12<br />
Şekil 13. 6 kullanılarak viskozite<br />
3.6 . <br />
1<br />
<br />
0.0015 <br />
<br />
3.6 1050 <br />
. <br />
500<br />
S = 0.16 <strong>ve</strong> L/D = 0.5 kullanılarak Şekil 13.13 den, / 0.28 <strong>ve</strong> buradan<br />
0.280.0015 . <br />
Şekil 13.14 den, (R/c) =5 ; buradan; =(5)(0.0015)/1 = 0.0075<br />
Şekil 13.15 den, p/pmax = 0.31, buradan; pmax = 500/0.31 = 1613 psi<br />
Şekil 13.16 den, o<br />
Şekil 13.17 den, <strong>ve</strong> <br />
Şekil 13.18 den, <br />
<br />
5.15 5.210.0015501 . <br />
<br />
Şekil 13.19 den, <br />
0.83, buna göre yağın %83 inin sürekli yağlama yağına ila<strong>ve</strong> edilmesi<br />
<br />
gerekirken %17 si yatakta kalır.<br />
NOTE: Burada sadece dengede olan <strong>ve</strong> radyal yükün hiç değişmediği bir problem<br />
çözülmüştür. Gerçek sistemde örneğin krank milinde yükler çok hızlı bir şekilde çok büyük<br />
değerlere ulaşabilmekte <strong>ve</strong> yağ filimi sıkıştırılmakta <strong>ve</strong> sonra tekrar yük azalmaktadır. Bu<br />
durum çok az zaman aralıklarında olduğundan denge durumu söz konusu değildir. Buna<br />
bazen sıkıştırılan filim davranışı da denmektedir. değişmektedir. Bu durum yağ filiminim<br />
sıkıştırılarak çok incelmesine neden olur.
13.10 YYAĞLAYIICI<br />
TEMİN Nİ<br />
Hidrodiinamik<br />
yağllama<br />
analizi inde yataktaan<br />
sızan yağ ğın sürekli yatağa y kazan andırılması<br />
gerekmeektedir.<br />
Bu nedenle değişik<br />
tasarımmlar<br />
mevcu uttur.<br />
Yağ Haalkası:<br />
Şekill<br />
13.22 de görüldüğü g ggibi<br />
milin 1. 5 ila 2 katı çapında imaal<br />
edilmiş olup, o<br />
milin üzzerine<br />
serbeest<br />
olarak ta akılır fakat mmil<br />
ile döner.<br />
Mil dönerken,<br />
halka yağı alarak k milin<br />
üzerine taşır. Tecrüübeler<br />
göste ermiştir ki bbu<br />
yöntem efektif<br />
yağla ama için uyggundur.<br />
Şekil 133.22<br />
Yağğ<br />
Halkalı Yatak<br />
Yağ Kaşşığı:<br />
Burada<br />
mile takılan<br />
kaşık şekklindeki<br />
par rça yağ tank kından aldığğı<br />
yağı üst yağ y<br />
deposunna<br />
taşır. Yattakların<br />
üstü üne gelecekk<br />
şekilde üst t yağ deposu una açılmışş<br />
olan delikl lerden<br />
yerçekimminin<br />
etkisiiyle<br />
akan ya ağla yataklaar<br />
yağlanır.<br />
Çarpmaa:<br />
Burada hhareket<br />
eden n (dönen) paarçalar<br />
küçü ük bir yağ banyosunun<br />
içine hızla dalarak<br />
yağı yattaklara<br />
<strong>ve</strong> etrafa<br />
fırlatır r. Her tarafaa<br />
fırlayan bu u yağla tüm m yataklar <strong>ve</strong>e<br />
piston silin ndirleri<br />
yağlanırr.<br />
Bu yöntemm<br />
motorları ın tasarlanddığı<br />
ilk yıllar rda kullanılmıştır.<br />
Yağ Bannyosu:<br />
Bunna<br />
örnek Şek kil 13.10 daa<br />
görülmekt tedir. Şekild de de görülddüğü<br />
gibi. Donen D<br />
parçanınn<br />
(milin, yaatağın)<br />
belli bir kısmı yyağ<br />
banyosu unun içine daldırılmıştır<br />
d r. Bu durum mda,<br />
dönmeyyle<br />
birlikte yyağ<br />
tanecikl leri yatağın içine taşına arak yağlam ma gerçekleşştirilir.<br />
Faka at<br />
dönme hhızının<br />
artmmasıyla<br />
türbülansların<br />
ooluşması<br />
<strong>ve</strong> buna bağlı olarak sürtü tünmelerin artması a<br />
kaçınılmmaz<br />
olur.<br />
Yağ delliği<br />
<strong>ve</strong> Kanaalı:<br />
Şekil 13 3.23 de yağ deliği <strong>ve</strong> ka analı görülm mektedir. Yaağ<br />
kanalı ya ağın<br />
exsenel olarak dağıılımını<br />
sağla amaktadır. YYağ<br />
içeriye e grince ya yerçekimi y kkuv<strong>ve</strong>ti<br />
ya da d<br />
basınçlaa<br />
yatağın içiine<br />
dağılır. Genelde yaataklarda<br />
ka anal istenme emektedir çüünkü<br />
kanalı ın<br />
olduğu bbölgede<br />
hiddrodinamik<br />
basınç sıfırra<br />
düşer. Bu u durum şekil<br />
13.24 de gösterilmiştir.
Burada yatak silinddir<br />
şeklinde bir kanal ille<br />
ikiye ayrı ılmış olup her h bir taraf ayrı ayrı L/ /D<br />
oranına sahip olup, , her bir tara afın genişliğği<br />
kanal olm mayan yatağ ğın genişliğiinin<br />
yarısınd dan<br />
biraz azzdır.<br />
Hidrodiinamik<br />
yağllamayı<br />
etkil lemeyecek şşekilde,<br />
silin ndir şeklind de uygun birr<br />
kanalın<br />
oluşturuulması<br />
bazı uygulamala arda son derrece<br />
zor ola abilmektedir r.<br />
Şekil 133.23<br />
Exseenel<br />
Kanallı<br />
Yatak<br />
Şekil 13 3.24 Silin ndir Kanalllı<br />
Yatakta Basınç B<br />
Dağı ılımı<br />
Yağ Pommpası:<br />
Şekil<br />
12.25 de görüldüğü ggibi<br />
kaymal lı yatak yağlamalarındaa<br />
en çok pom mpalı<br />
yağlamaa<br />
sistemleri kullanılır. Motorlarda, M , krank şaftı ının içine aç çılmış olan ana yağ dağ ğıtma<br />
kanalınıın,<br />
her bir kkaymalı<br />
yata ağın miline acılan delik k ile birleştirilmesiyle,<br />
pompanın bastığı b<br />
yağ kayymalı<br />
yatakllara<br />
ulaştırıl lmaktadır. K<strong>Kaymalı</strong><br />
yat tağa ulaşan yağ öncelikkle<br />
yatak üz zerindeki<br />
kanalı ddoldurur<br />
<strong>ve</strong> yatak içine dağılır.
Şekil 133.26<br />
Kraank<br />
Milinde eki Yağ Deelikleri<br />
13.11 IISI<br />
YAYILLIMI<br />
VE YAĞ Y FİLİ<strong>MM</strong>İ<br />
SICAKL LIĞININ DENGESİ D<br />
Denge ddurumunda,<br />
, kaymalı ya atakta üretillen<br />
ısının ta<br />
sıcaklığğı<br />
istenilen ddüzeyde<br />
tutu ulur. Geneldde<br />
yağlama<br />
civarlarrında<br />
tutulmmaya<br />
çalışılır r. Yağ sıcakklığının<br />
93<br />
olması ddurumunda<br />
petrol menşeli<br />
yağların<br />
görülür. . Yağların yyağlama<br />
öze elliklerinin a<br />
oluşmayya<br />
başlar. (HHatırlatma;<br />
maksimum<br />
üzerindee<br />
olabilir).<br />
o<br />
amamı dışar<br />
a yağının sıc<br />
C ila 121<br />
n yağlama ö<br />
azalması ne<br />
m yağ filimi<br />
o rıya taşınır.<br />
caklığı 71<br />
C<br />
özelliklerind<br />
edeniyle kay<br />
sıcaklığı ya<br />
o C<br />
C (200 o Bu durumd<br />
C (160<br />
F ila<br />
de önemli o<br />
ymalı yatakl<br />
ağın a<strong>ve</strong>raj s<br />
o F)<br />
250 o da yağın<br />
F) aras sında<br />
oranda azalm malar<br />
klarda hasar<br />
sıcaklığının n çok<br />
Kaymallı<br />
yatakta kaaybolan<br />
ene erji (ğüç) sü<br />
hesaplannır.<br />
Bu kayııp<br />
gücün bir r kısmı isi i<br />
aktarılırrken,<br />
önemlli<br />
bir kismı da d ısı olarak<br />
(ısı kapaasitesi<br />
çarpıı<br />
yoğunluk) ) olan yağ ta<br />
yağlardaa<br />
1.36 6<br />
.<br />
Yağ sıcaklığının<br />
ısııl<br />
dengesi y<br />
tasarlanndıktan<br />
sonrra,<br />
deneysel<br />
kontrol edilmelidirr.<br />
Kaba bir y<br />
<br />
ürtünme mom menti <strong>ve</strong> şaftın<br />
dönme<br />
iletim yoluy yla yataktan diğer maki<br />
k belli bir debiyle d ak kan <strong>ve</strong> belli<br />
arafından ya ataktan uzak klaştırılır. P<br />
<br />
<strong>ve</strong>ya 110<br />
<br />
yataktan çevvreye<br />
aktarıl lan ısıya da<br />
sıcaklık ölççümleri<br />
yap pılarak yatağ<br />
yaklaşımla aaşağıdaki<br />
de enklem kull<br />
hızından<br />
ine parçalar rına<br />
i bir özgül ısı<br />
<br />
Petrol menşe eli<br />
bağlıdır. Y<strong>Yataklar</strong><br />
ğın fazla ısıınıp<br />
ısınmad dığı<br />
lanılır.<br />
<br />
<br />
13
H : Transferr<br />
edilen ısı (watt)<br />
CC:<br />
Birleştiriilmiş<br />
(işınım m<strong>ve</strong> taşinim<br />
AA:<br />
Yatağın yyüzey<br />
alanı ı (m<br />
tto:<br />
Yatağın (yağ filmini<br />
tta:<br />
Yatak etrrafındaki<br />
ha<br />
2 <br />
)<br />
in) ortalama<br />
ava sıcaklığ<br />
<br />
<br />
m) ısı transfe<br />
a sıcaklığı (<br />
ğı ( o er katsayısı<br />
(<br />
C)<br />
o (watt/(saat m<br />
C)<br />
2o C))<br />
Tablo 13.1<br />
de C kaatsayısı<br />
bazı ı koşullar iççin<br />
<strong>ve</strong>rilmişt tir. Alan, şe ekil 12.22 dee<br />
görülen bi ir yatak<br />
için gennelde<br />
20DL olarak alına abilir.<br />
Tablo 113.1<br />
Şekiil<br />
13.22 dek ki Gibi Yattak<br />
Tipleri İçin Isı Tra ansfer Katssayısının<br />
Kabaca K<br />
Değerleeri<br />
13.12 YYATAK<br />
<strong>MM</strong>ALZEME<br />
ELERİ<br />
Yeteri kkadar<br />
basmaa<br />
muka<strong>ve</strong>me etine sahip <strong>ve</strong> düzgün yüzeyli y met taller kalın ffilim<br />
yağlam masında<br />
yatak mmalzemesi<br />
ollarak<br />
kullan nılabilirler. ÖÖrneğin<br />
çel lik, yatak malzemesi m ollarak<br />
kullan nılabilir<br />
fakat haareketin<br />
başlangıcı<br />
<strong>ve</strong> bitişi b sırasınnda<br />
kaymalı ı yatakta inc ce filim <strong>ve</strong> kkarışık<br />
film<br />
yağlamaası<br />
oluşur, bbu<br />
durumda a yatak ile mmil<br />
yüzeyler rinde temast tan dolayı bbir<br />
birine<br />
kaynammalar<br />
meydaana<br />
gelir. Bö öylece oluşaan<br />
herhangi bir metal parçası, p eğerr<br />
yağ filmi<br />
kalınlığından<br />
daha kalınsa mil l ya da yatakk<br />
<strong>ve</strong>ya her ikisinin i de yüzeylerini y bozarak<br />
kullanılmaz<br />
hale geetirebilir.<br />
Eğ ğer yatak mmalzemesi<br />
yu umuşak bir malzemedeen<br />
imal edil lirse bu<br />
sert parççacıklar<br />
yattak<br />
malzeme esinin içinee<br />
gömülerek k mile zarar <strong>ve</strong>rmeleri eengellenir.<br />
Aşağıda A<br />
yatak mmalzemelerinnde<br />
aranan önemli ö özelllikler<br />
sırala anmıştır.<br />
1. <strong>MM</strong>ekanik<br />
özzellikler.<br />
Dü üşük elastikk<br />
modülü <strong>ve</strong> e düşük plas stik şekil değ eğiştirme özelliği<br />
ssaftın<br />
eğilmmesinden<br />
<strong>ve</strong> düzgün yerrleştirilemem<br />
mesinden dolayı d oluşann<br />
bölgesel<br />
bbasınçların<br />
giderilmesi inde, yatak mmalzemesin<br />
nin yumuşak k olması, yaabancı<br />
madd delerin<br />
yyatak<br />
malzeemesinin<br />
içi ine gömülmmesine<br />
müsa aade ederek milin yüzeeyinin<br />
bbozulmamaasını,<br />
düşük kayma geriilmesi,<br />
yüze ey pürüzlüklerinin<br />
kısa a sürede<br />
ddüzelmesinni<br />
<strong>ve</strong> aynı za amanda yükksek<br />
yorulma<br />
direncine <strong>ve</strong> basma ggerilmesine<br />
e sahip<br />
oolması<br />
yataağa<br />
gelen yü ükleri gü<strong>ve</strong>nnilir<br />
olarak taşımasını t sağlar. s<br />
14
2. Isı özellikleri. Isı iletim katsayısı, ısının yataktan atılmasında, milin dönmeye başladığı<br />
anlarda, yatakla temas halindedir <strong>ve</strong> ısı temas yüzeylerinden geçerek yataktan<br />
uzaklaştırılır. Mil dönmeye başladığında ise oluşan yağ filmi <strong>ve</strong> yatak elemanı<br />
üzerinden uzaklaştırılır. Herhangi bir şekilde mil ile yatakta oluşan ısıl genleşmeler<br />
sonucunda, yatakla milin sıkışmasına engel olmak için yatak, mil <strong>ve</strong> yatak<br />
malzemesinin ısıl genişleme katsayıları da bir birine yakın olmalıdır.<br />
3. Metalürjik özellikleri. Yatak malzemesi mil malzemesi ile kaynamaya <strong>ve</strong> yüzey<br />
tutmasına karşı dayanıklı olmalıdır. Yani mil <strong>ve</strong> yatak malzemeleri bir birine kolayca<br />
kaynamamalıdır.<br />
4. Kimyasal özellikleri. <strong>Yağlama</strong> sırasında oluşan oksitler <strong>ve</strong>ya dışarıdan gelen yabancı<br />
etkenler sonucunda mil <strong>ve</strong> yatak malzemeleri korozyona karşı dayanıklı olmalı.<br />
En çok kullanılan yatak malzemesi babbitts (kalay esaslı) malzemelerdir. Bunlar bir kaç<br />
guruba ayrılıp; teneke temelli olanlar (%89 Sn, %8 Pb, %3 Cu <strong>ve</strong> diğerleri), kurşun temelli<br />
olanlar ( %75 Pb, %15 Sb, %10 Sn) <strong>ve</strong> bakır temelli olanlar (büyük bir kısmi bakırdır. Ayrıca,<br />
bakır kurşun, teneke bronz, alemiyon <strong>ve</strong> bronz da kullanılır. Bunlarla birlikte, gümüşte yaygın<br />
olarak kullanılan yatak malzemeleridir. Yukarıdaki malzemeler yumuşaklıkları nedeniyle<br />
yabancı parçacıkları içine almakta iyi olmalarına karşılık, yorulmaya <strong>ve</strong> basmaya karşı çok<br />
dayanımlı olmadıklarından 121 o C (250 o F) üzerindeki sıcaklıklarda kullanılmaları tavsiye<br />
edilmez.<br />
Yatak maddesi çelik taşıyıcı zarfın üzerine, genel kullanım için 0.5 mm (0.02 inch)<br />
kalınlığında <strong>ve</strong> motorlarda ise 0.13 mm (0.005 inch) kalınlığında dökülür. Bu kalınlıklar<br />
yorulma ya karşı en uygun kalınlıklar olarak ortaya çıkmıştır. Yatağın çelik zarfının<br />
hareketleri (deformasyonu) yatak malzemesinin kalınlığından bağımsızdır. Bazen yumuşak<br />
yatak malzemesi (babbitt) çok ince (yaklaşık 0.025 mm <strong>ve</strong>ya 0.001 inch) kalınlığında başka<br />
bir metal ile desteklenerek yatağın yorulma direnci daha da artırılabilmektedir.<br />
Plastik <strong>ve</strong> diğer elastik maddeler de bazı uygulamalarda, örneğin gemi şaftlarının (pervane<br />
Şaftının) yaltaklanmasında kullanılmaktadır. Burada, plastik yataklar genelde bir koruyucu<br />
gövdenin içine monte edilmiş <strong>ve</strong> oluklu olarak imal edilmişlerdir. Su bu yataklardan akarak<br />
hem yatağın yağlanmasını hem de yatağın kumlardan temizlenmesini sağlar.<br />
13.13 HİDRODİNAMİK YATAK TASARIMI<br />
Daha önce basit bir hidrodinamik yatağın hesaplamaları problem 3 de yapıldı. Normalde<br />
kaymalı yatak tasarımı şu ana kadar <strong>ve</strong>rilen bilgileri <strong>ve</strong> bundan sonra <strong>ve</strong>rilecek bilgileri de<br />
içeren daha kapsamlı hesaplamalar gerektirir. Burada deneye dayalı formüller <strong>ve</strong> grafikler<br />
kullanılarak yatak tasarımı anlatılmaktadır. Literatür araştırmasıyla daha detaylı olarak<br />
tasarım bilgileri elde edilebilir.
Birim YYükleme:<br />
Taablo<br />
13.2 de e uygulandııkları<br />
yerler re göre yatak klarda geneelde<br />
seçilen birim<br />
yükler v<strong>ve</strong>rilmekteddir.<br />
Motor kr rank mili yaataklarına<br />
kısa k sürede olsa o uygulannan<br />
maksim mum yük<br />
normaldde<br />
uygulanaanın<br />
genelde e 10 katı kaadardır.<br />
Bud da yatak basıncının<br />
aynnı<br />
oranda art tması<br />
demektiir.<br />
TTablo<br />
13.2<br />
Yatak LL/D<br />
Oranı: Modern ma akinalarda LL/D<br />
oranı 0. .25 ila 0.75 arasında deeğişmekte<br />
olup,<br />
daha eskki<br />
makinalaarda<br />
bu oran n 1.0 civarınndadır.<br />
Büyük<br />
oranlar yatağın y boyyunu<br />
uzataca ağından,<br />
yatak keenarlarındann<br />
sızan yağ azalır <strong>ve</strong> yaağ<br />
kullanım mı düşer faka at yağın ısınnması<br />
daha fazla<br />
olur. KKısa<br />
yataklarr<br />
ise şaftın eğilmesinde e en <strong>ve</strong> uygun n yerleştirilm mesinden dooğan<br />
etkiler rden<br />
fazla etkkilenmezlerr.<br />
Genelde şaft ş çapı millin<br />
eğilmeye e karşı olan n direnci gözz<br />
önüne alın narak<br />
belirlennirken,<br />
yatakk<br />
boyu yatağ ğın kapasiteesi<br />
(taşıyaca ağı yük) göz z önüne alınnarak<br />
belirle enir.<br />
Kabul EEdilebilir<br />
hoo<br />
Kalınlığı: En az (minnimum)<br />
kabul<br />
edilebilir r filim kalınnlığı,<br />
yüzey<br />
pürüzlüüğüne<br />
bağlıddır.<br />
Minimu um filim kallınlığı<br />
hesab bı için birçok<br />
ampirik ( (deneysel) formül fo<br />
mevcut olup, aşağıda<br />
Trumple er’in önerdiğği<br />
formül <strong>ve</strong> erilmiştir.<br />
<strong>ve</strong>ya<br />
Uygulan ndığı Yere Göre Yata ak Birim Yü ükleri<br />
≧ 0.0002 0.00004 <br />
<br />
≧ 0.005 <br />
0.00004 <br />
Bu denkklemler<br />
yükke<br />
etki eden uygun bir ggü<strong>ve</strong>nlik<br />
ka atsayısı ile kullanılmalı k ıdır. Trumpl ler<br />
düzgün yükler için gü<strong>ve</strong>nlik katsayısını<br />
SF = 2 önerm mektedir. Bunlarla B birllikte,<br />
denkle em 15<br />
sadece mmaksimum<br />
yüzey pürü üzlülüğününn<br />
0.005 mm (0,0002 inc ch) i geçmeddiği<br />
<strong>ve</strong> iyi<br />
geometrrik<br />
düzgünlüğe<br />
sahip yataklarda y ku kullanılır.<br />
15
Motor yatakları genelde hızlı değişen <strong>ve</strong> çok kısa süreli maksimum değerlere ulaşan yüklere<br />
maruz kalırlar. <strong>Kaymalı</strong> yataktaki denge durumunun maksimum yükte olduğu kabul edilerek<br />
hesaplar yapılır. Hesaplanan filim kalınlığı gerçek filim kalınlığının üçte biri kadar bir<br />
değerdedir. Denklem 15 kullanılırken bu mutlaka göz önüne alınması gereken bir durumdur.<br />
Gerçekte bu durum için sıkıştırılabilen filim davranışı göz önüne alınmalıdır. Bu durum<br />
burada incelenmeyecektir.<br />
Tolerans Oranı (c/R <strong>ve</strong>ya 2c/D): Mil çapı 25 mm den 150 mm ye kadar olan miller için, iyi<br />
tasarlanmış yataklarda bu oran 0.001 olarak alınır. Genel tasarımlar için 0.002 <strong>ve</strong> daha kötü<br />
tasarımlar içi se 0.004 olarak alınabilir. Genelde bu oran tasarımcı tarafından belirlenir.<br />
Aşağıda hidrodinamik yatak tasarımı yapılırken göz önüne alınacak önemli maddeler<br />
sıralanmıştır.<br />
1. Minimum yağ filmi kalınlığı kalın-filim yağlamasını oluşturacak kalınlıkta olmalıdır.<br />
Denklem 15 i kullanırken yük değişimini <strong>ve</strong> yüzey pürüzlüğünü hesaba katmak<br />
gerekir.<br />
2. Uygun bir filim kalınlığında en düşük sürtünme olması sağlanmalıdır. Tasarımda,<br />
şekil 13.13 deki uygun alanda kalınmalıdır.<br />
3. Mutlaka yeteri kadar debide, temizlikte <strong>ve</strong> uygun sıcaklıkta olan yağın yatağın<br />
girişinde her zaman hazır olması gerekir. Bu durum pompalı sistem <strong>ve</strong> yağ soğutucu<br />
gerektirebilir.<br />
4. Yağın maksimum sıcaklığı kabul edilebilir değerlerden (genelde 121 o C <strong>ve</strong>ya 250 o F)<br />
az olmalıdır.<br />
5. Yağ yatak boyunda uygun bir şekilde dağılmalıdır. Bu durum yatağa kanal açılmasını<br />
gerektiriyor olabilir. Eğer yatağa kanal açılacaksa, kanalın maksimum basıncın<br />
oluşacağı bölgeden uzak tutulması gerekir.<br />
6. Yatak için, çalışma sıcaklığında gerekli direnci sağlayacak, yeteri kadar elastikliğe <strong>ve</strong><br />
korozyona karşı dayanıma sahip malzeme seçilmelidir.<br />
7. Tasarım, milin eğilmesinden <strong>ve</strong> düzgün olmayan yerleşmeden gelecek uygun olmayan<br />
yükleri karşılayabilmelidir. Bunu yapamaz ise, yatak zarar görebilir.<br />
8. Çalışmaya başlarken <strong>ve</strong> dururken yatağa gelen yükler hesaplanmalı <strong>ve</strong> kontrol<br />
edilmelidir. Yatak basıncı her iki durumda da 2 Mpa <strong>ve</strong>ya 300 psi değerinin altında<br />
kalmalıdır. Eğer düşük hızda uzun süre kalınıyor ise, ince-filim yağlaması göz önünde<br />
bulundurulmalıdır.<br />
9. Kabul edilebilir tolerans <strong>ve</strong> yağ viskozitesi için tasarımın uygun olduğundan emin<br />
olunmalıdır. Çalışma toleransı ısıl genleşme <strong>ve</strong> buna bağlı aşınma göz önüne alınarak<br />
kontrol edilmelidir. Yağ sıcaklığı <strong>ve</strong> buna bağlı olarak viskozite değişimi ısıl<br />
faktörlerden etkilenerek yağın zamanla değişmesine neden olabilir. Kullanıcı bazen<br />
hesapladığından bir derece daha kalın yağ kullanabilir.
Problemm<br />
4: Şekildde<br />
görülen buhar<br />
türbini<br />
taşımakktadır.<br />
Şaftınn<br />
çapı 150 mm m olarak v<br />
olup, yaağ<br />
filminin ssıcaklığı<br />
82 2<br />
toleranssını<br />
hesaplayyın.<br />
Ayrıca<br />
giriş <strong>ve</strong> çıkış debisiini<br />
<strong>ve</strong> yatak<br />
o i kaymalı yatağı<br />
1800 rpm r hızla ddönerken<br />
17 kN yük<br />
<strong>ve</strong>rilmiştir. Yağlayıcı olarak o SAE 10 yağı seç çilmiş<br />
C de <strong>ve</strong> yaağ<br />
pompa ile<br />
basılmakt tadır. Uygunn<br />
yatak boy yunu <strong>ve</strong><br />
sürtünme kkatsayısını,<br />
sürtünmede en doğan güüç<br />
kaybını, yağın y<br />
k boyunca yyağ<br />
sıcaklığı ını bulunuz. .<br />
Verilennler:<br />
n = 18800<br />
rpm, W = 17 kN, D = 150 mm, , Yağ SAE 10 1 <strong>ve</strong> sıcaklı lık 82<br />
İstenennler:<br />
L = ? sürtün<br />
nmeden doğğan<br />
güç kay ybını, yağın giriş <strong>ve</strong> çık<br />
yatak booyunca<br />
yağ sıcaklığını bulunuz.<br />
o C<br />
kış debisini, <strong>ve</strong><br />
Şekil 133.26<br />
Probblem<br />
4 İçin n Verilen K<strong>Kaymalı</strong><br />
Ya atak<br />
Çözüm:<br />
<br />
<br />
1. TTürbin<br />
yataakları<br />
için ta ablo 13.2 de<br />
aaralıkta<br />
<strong>ve</strong>rrilmiştir.<br />
p = 1.6 Mpa s<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
e yatak bası ıncı 1Mpa dan d 2 Mpa a kadar olan n bir<br />
seçildi.<br />
2.<br />
<br />
BBu<br />
değer L<br />
<br />
1.6 <br />
<br />
= 75 mm olarak o alınsı<br />
17000<br />
150 <br />
. <br />
ın.<br />
LL/D<br />
= 75/1550=<br />
1/2 Bu u oran Raim<br />
oorana<br />
göre yyatak<br />
basınc cı yeniden h<br />
17000 1<br />
<br />
0.15 500.075 <br />
mondi-Boyd d grafiklerin ni kullanmakk<br />
için uygun ndur. Bu<br />
hesaplanırsa a;<br />
. <br />
Şekil 13.13 den L/D = 1/2 için uyggun<br />
yatak ta<br />
kkadardır.<br />
HHesaplar<br />
için n S = 0.037 aalınsın.<br />
Şekil 13.6 ddan<br />
SAE 10 0 yağı için 882<br />
o asarım aralı ığı S = 0.0337<br />
den S = 0.35 0 e<br />
C deki vi iskozite 6.3 mPa.s dır.
75 <br />
0.037 <br />
<br />
<br />
EEğer<br />
S = 0.335<br />
alınır ise e,<br />
GGörüldüğü<br />
üzere S = 0.35 0 için hessaplanan<br />
tol lerans oranı 0.001 den az olup, iyi bir<br />
yyatak<br />
tasarımı<br />
için isten nilen koşuluu<br />
sağlamakt tadır.<br />
3. RRadyal<br />
doğğrultudaki<br />
uy ygun tolerannsın<br />
ne oldu uğuna karar r <strong>ve</strong>rmeden önce,<br />
<br />
,,,<br />
değerler ri c fonksiyyonu<br />
olarak uygun alanı ın her iki taarafına<br />
doğr ru<br />
hhesaplayalımm.<br />
Tablo 13 3.3 hesaplammalardan<br />
<strong>ve</strong> e önceki gra afiklerden eelde<br />
edilirke en, Şekil<br />
13.27 ise heesaplanan<br />
ta ablodan elde de edilmiştir r.<br />
Tablo 113.3<br />
Probblem<br />
4 ün c ye Göre DDeğerleri<br />
<br />
6.3 110<br />
<br />
1.5<br />
. <br />
511 10 30 <br />
<br />
. <br />
<br />
<br />
c/R = 0.0 00184<br />
c = 0.00448<br />
mm <strong>ve</strong> e c/R = 0.00 006
4.<br />
ŞŞekil<br />
13.277<br />
<br />
, , , , <br />
nin c ile Değişimi D ,,,<br />
<br />
Sabit)<br />
Şekil 13.27 gösteriyor ki boşluk c nin 0.04 mm m ila 0.15 mm m arasınddaki<br />
değerle er için<br />
bbir<br />
operasyoon<br />
bölgesi elde e edilir. FFakat<br />
bu de enklem 15 il le kontrol eddilmelidir<br />
≧0.00 05 0.000004150<br />
. <br />
BBu<br />
değeri hhesaplanan<br />
en e küçük fillim<br />
kalınlığ ğı ile karşılaştıralım.<br />
Buurada<br />
emniy yet<br />
kkatsayısı<br />
2 olarak <strong>ve</strong> en n kötü koşuul<br />
için c = 0. .15 mm alın nır.<br />
75<br />
0.15 <br />
<br />
6.3 10<br />
<br />
1.511 <br />
30 10 . <br />
2<br />
Şekil 13.13 1 den;<br />
<br />
0. 06 . <br />
BBu<br />
değer fillm<br />
kalınlığı ı olan 0.011<br />
bbaşlangıçta<br />
yatak için kabul k edilen<br />
ddebide<br />
akann<br />
yağın etkisiyle,<br />
yatak<br />
kküçük<br />
yatakk<br />
toleransı <strong>ve</strong>rir. v Daha<br />
ÖÖrneğin.<br />
SAAE<br />
20 yaği 82<br />
iince<br />
filim kkalınlığı<br />
o 1mm değerin nden daha küçüktür. k BBununla<br />
birli ikte<br />
n sıcaklık ço ok gerçekçi i değildir. GGenelde<br />
yük ksek<br />
k sıcaklığı <strong>ve</strong>rilenden v daha<br />
düşük oolur<br />
buda da aha<br />
sonra, yatağ ğın aşınmas sı ile daha kkalın<br />
yağ ku ullanılır.<br />
C de, c = 0.15 mm <strong>ve</strong> 17 kN yük y taşımasıı<br />
durumund da en<br />
0.012 <br />
hesaplan nır. Buda 0.0 011 den büyyüktür.<br />
5. BBu<br />
noktadaa<br />
yatak için tolerans t karrarı<br />
<strong>ve</strong>rilebi ilir. Eğer ya atak boşluğuu<br />
0.05 mm ila i 0.07<br />
mmm<br />
aralığınnda<br />
seçilir ise,<br />
yatak çaalışma<br />
koşulları<br />
en iyi bölgede b kallsa<br />
bile yata akta<br />
aaşınmalar<br />
oolur.<br />
Boşluğ ğu biraz dahha<br />
artırıp 0.0 05 mm ila 0.09<br />
mm araasına<br />
çekersek,<br />
daha<br />
uucuza<br />
yatakkların<br />
imal edilmesi e müümkün<br />
olur.<br />
Eğer boşlu uk biraz dahha<br />
artırılıp 0.08 0 mm
ila 0.11mm arasına çekilir ise, yatak sürtünmeleri azalır buna bağlı olarak da yatak<br />
sıcaklığı düşer.<br />
6. <strong>Yağlama</strong> yağı debisi Şekil 13.27 de görülmektedir. <strong>Yağlama</strong> yağı atmosfer basıncında<br />
<strong>ve</strong> yatağın girişinde her zaman hazır durumdadır. Yağ pompası yatağa sürekli olarak<br />
yataktan sızan miktar kadar basınçlı yağı basmaktadır. Basınçlı yağ kullanılması,<br />
yatağa gereğinden fazla yağın basılmasına neden olur <strong>ve</strong> de birim miktardaki yağın<br />
yataktan taşıdığı ısı azalır.<br />
Şekildeki yatakta kalan <strong>ve</strong> yataktan dışarıya akan yağ debisi arasındaki fark yatak<br />
boşluğu ile pek değişmez.<br />
Belli bir toleransla imal edilen yatağa yüksek duyarlılıkla basılan yağ debisinin,<br />
basıncındaki değişmeler takip edilerek, yatakta oluşan aşınmalar belirlenebilir.<br />
7. Sürtünme sonucu oluşan güç kaybı Tablo 13.3 de <strong>ve</strong>ya şekil 13.27 de <strong>ve</strong>rilen herhangi<br />
bir c değeri için hesaplanır. Şüphesiz en büyük kayıp, boşluğun en az olduğu durum<br />
için söz konusu olur. Hesabı c = 0.04 mm tolerans için yaparsak,<br />
<br />
0.15<br />
170000.0053 6.76 <br />
2 2<br />
9550 <br />
<br />
9550<br />
6.761800<br />
9550<br />
1.27 <br />
8. Kayıp gücün (1.27 kW) tamamının ısı enerjisine dönüştüğünü <strong>ve</strong> bu ısının yatağa<br />
atmosfer basıncında belli bir debiyle giren yağ tarafından yataktan taşındığını kabul<br />
edersek. Yağın ısınması şöyle hesaplanır.<br />
∆ ∆ <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
∆ <br />
1270<br />
21.5 10 1.36 10 43.4 <br />
9. Yağın yatağa giriş sıcaklığını 60 o C kabul edersek, çıkış sıcaklığı 103.4 o C olur ki bu<br />
değer sıcaklık limiti olan 121 o C limite çok yakın bir değerdir. Eğer yatak boşluğunu<br />
0.05 mm ye çıkartırsak, yağ debisini artması <strong>ve</strong> sürtünme kuv<strong>ve</strong>tlerinin azalması<br />
sonucu, yağ çıkış sıcaklığının çok fazla düşeceğini hesaplarız. Bunlarla birlikte bu
değerler atmosfer basınçlı yağ için olup, gerçekte yağın pompa ile basılıyor<br />
olmasından dolayı, yatağa daha fazla yağ girmiş olur.<br />
Yatak boyu, L = 75 mm<br />
Radyal yatak boşluğu, c = 0.05mm ila 0.07 mm<br />
Kayıp Güç, P = 1.18 kW ila 0.99 kW<br />
Yağ debisi, / ila 52100 /<br />
Yağ sıcaklığı değişimi, ∆ = 27.3 o C ila 13.9 o C<br />
13.14 KARIŞIK YAĞLAMA<br />
Karışık yağlama konsepti şekil 13.2b de gösterilmiş olup sürtünme katsayısı / grafiği<br />
ise şekil 13.4 de <strong>ve</strong>rilmiştir. Karışık yağlamada yatak yüzeyleri çok düzgün dahi olsa,<br />
metal- metal teması toplam yatak yüzeyinin çok az bir yüzdesidir. Bunun anlamı şudur,<br />
bölgesel temas yerlerinde kısa süreli çok fazla basınç <strong>ve</strong> sıcaklık oluşmaktadır. Bu<br />
bölgeler herhangi bir şekilde korunmaz iseler, sürtünme soncunda yataklar kullanılamaz<br />
hale gelirler. Böyle durumlarda yatak yüzeylerinde bazı yağlayıcılar <strong>ve</strong>ya yağlayıcı<br />
özelliği olan katılar, örneğin, yağ, molibden disülfit, grafit <strong>ve</strong> gres gibi kullanılarak<br />
yağlayıcı bir yüzeyin oluşması sağlanır. Bu oluşan filimin kayma direnci az olduğundan<br />
yük altında kesilir <strong>ve</strong> oluşan sert yüzeyleri de ortadan kaldırır. Fakat hemen arkasında yeni<br />
bir filim tabakası takip eder. Bu filim tabakası yatağa gelen yükün az bir kısmını taşırken,<br />
yükün büyük kısmı yine hidrodinamik filim tarafından taşınır.<br />
Karışık yağlama genelde yatakların imalat tekniklerinin değiştirilmesiyle geliştirilebilirler.<br />
Sinterlenmiş yataklar buna genel bir örnektir. Bu yataklar genelde bakır, teneke gibi metal<br />
tozlarının basınç altında sinterlenmesi ile elde edilir <strong>ve</strong> daha sonra her iki metalin ergime<br />
sıcaklıklarının ortasına kadar ısıtılırlar porost bir yapıya kavuşturulur. Daha sonra bu<br />
yataklar kullanılmadan önce yağ banyosuna daldırılırlar porost yapı sayesinde içlerine yağ<br />
emdirilir. Kullanım sırasında, yatağa emdirilmiş yağ basınç altında iken yatağın<br />
yüzeylerine yayılarak yağlama sağlar <strong>ve</strong> yük kalkınca tekrar yatak tarafından emilir.<br />
Bazı metaller (grafit) <strong>ve</strong> plastiklerin (teflon) doğal yapıları gereği sürtünme katsayıları<br />
düşüktür <strong>ve</strong> bu metallerden düzgün yüzeyli yataklar direk olarak üretilebilir. Bazı<br />
plastikler, örneğin naylon <strong>ve</strong> teflon, herhangi bir katkı maddesi kullanılmadan orta<br />
derecenin altındaki yükler için yatak malzemesi olarak kullanılmaktadırlar. Plastik yatak<br />
malzemeleri için iki önemli sorun vardır: 1) Malzemenin fazla yük altında akması, 2) ısı<br />
transfer katsayılarının düşük olması nedeni ile fazla ısınırlar. Bu iki nedenden dolayı<br />
plastik malzemeler endüstriyel uygulamalarda pek kullanılmazlar.<br />
Bunlara karşın, karışık yağlama, tüm dişlilerde çeşitlerinde, silindirin içindeki piston<br />
hareketinde <strong>ve</strong> bir biri üzerinde kayan diğer makine parçalarında (rulmanlarda, kızaklı<br />
yataklarda) karışık yağlamam söz konusu olur.
Poroost<br />
metal yaataklar<br />
gene elde basınç, zaman <strong>ve</strong> hıza h <strong>ve</strong>ya PV<br />
faktörünee<br />
bağlı olara ak<br />
tasaarlanırlar.<br />
Verilen<br />
bir sü ürtünme kattsayısın<br />
karş şılık, PV fak ktörü birim yatak alanı ında<br />
oluşşan<br />
sıcaklığaa<br />
orantılıdır r. Maksimumm<br />
PV değer ri 50000 (ps si x fps) porrost<br />
metal yataklar y<br />
için kullanılır. UUzun<br />
zaman n yüksek sıccaklıkta<br />
yad da yüksek PV P değerindde<br />
çalıştırıla an<br />
yataaklara<br />
yağ illa<strong>ve</strong><br />
edilmelidir.<br />
Yağ illa<strong>ve</strong>si<br />
kılcal l burularla ya y da greslikkle<br />
yapılabi ilir. PV<br />
değeeri<br />
yarıya inndirilmesi<br />
durumunda, d uzun bir ku ullanma zam manı için heerhangi<br />
bir<br />
yağllamaya<br />
gereek<br />
kalmaz. Tablo T 13.4 de porost yataklar<br />
için gerekli değğerler<br />
<strong>ve</strong>rilm miştir.<br />
Bu yyataklarla<br />
kkullanılan<br />
millerin m mutllaka<br />
sertleşt tirilmesi ger rekmektedirr.<br />
Tablo 13. .5 de ise<br />
metaal<br />
olmayan yatak malzemelerine<br />
aait<br />
değerler bulunmakta adır.<br />
Tabblo<br />
13.4<br />
Tabblo<br />
13.5<br />
13.15 EEKSENELL<br />
YATAK<br />
Karışık k <strong>Yağlama</strong>lıı<br />
Porost Ya atakların Çalışma Ç Koşulları<br />
Karışık k <strong>Yağlama</strong>lıı<br />
Metal Olm mayan <strong>Yataklar</strong>ın<br />
Çaalışma<br />
Koşu ulları<br />
Tüm döönen<br />
şaftlar, , örneğin kra ank şaftı, geemi<br />
mili <strong>ve</strong> diğerleri (ş şekil 13.1 dee<br />
görülmekt tedir)<br />
şaftın exxsenel<br />
yönüünde<br />
yatakla anmalıdır. BBazı<br />
duruml larda eksenel<br />
yük ayrı bbir<br />
eksenel flange<br />
tarafınddan<br />
taşınmakktadır.<br />
Ekse enel yataklaarda,<br />
kayma alı yataklard da olduğu giibi<br />
hidrodin namik<br />
yağlamaanın<br />
gerektiirdiği<br />
bir ya atak iç tırmaanması<br />
söz konusu k değildir.<br />
Fakat hafif yükle erde sınır<br />
<strong>ve</strong> karışşık<br />
yağlamaa<br />
mevcuttur. .
Eğer şaffta<br />
gelen yüük<br />
büyük de eğerlerde isee<br />
Şekil 13.2 28 de görüld düğü gibi biir<br />
eksenel ya atak<br />
kullanılır.<br />
<strong>Yağlama</strong>a,<br />
dönmekte e olan yatakk<br />
elemanının n yağa kaza andırdığı meerkezkaç<br />
ku uv<strong>ve</strong>tiyle<br />
yağın ekksenel<br />
yatakk<br />
elemanlar rı arasından dışarıya do oğru savrulm masıyla sağllanır.<br />
Yağın n yatak<br />
içinde silindirik<br />
olaarak<br />
sürükle enmesi sonuucunda,<br />
yata ak içi tırman nması olayıı,<br />
kullanılan n sabit<br />
pet sayıısına<br />
da bağğlı<br />
olarak ge erçekleşir. ŞŞekil<br />
13.3 de eki kaymalı ı yatakta oluuşan<br />
yatak içi i<br />
tırmanmma<br />
hareketinnin<br />
aynısı bu uraya uygullanabilir.<br />
Şekil 133.28<br />
Tipiik<br />
Bir Ekse enel Yatak<br />
Şekil 133.28<br />
de görüülen<br />
eksenel<br />
yatakta, peetler<br />
belli bir<br />
sabit köşe e kırma acıllarına<br />
sahip p olabilir<br />
<strong>ve</strong>ya peetler<br />
belli birr<br />
açıda belli i bir pivot eetrafında<br />
dön ndürülerek monte edilmmiş<br />
olabilir <strong>ve</strong>ya<br />
onlar kıısmi<br />
olarak sabitlenmiş ş <strong>ve</strong> bir birleerine<br />
karşı belli b acılarda<br />
döndürülmmüş<br />
olabilir rler.<br />
Eğer peetlerin<br />
köşelleri<br />
sabit bir r açı ile kesiilmiş<br />
ise, bu u yatakta hid drodinamikk<br />
yağlama sa adece<br />
bir dönmme<br />
yönündee<br />
oluşur.<br />
Problemm<br />
5: Şekildde<br />
boyutları <strong>ve</strong>rilen bir ppiston<br />
<strong>ve</strong> si ilindir sistem minde silinddir<br />
pistonun<br />
hareket etmektedir.<br />
Piston silin ndir cidarlaarına<br />
değmeyip<br />
pistonla a silindir araasında<br />
30<br />
SAE 400<br />
yağı. Pistoonu<br />
1 m/s lik k hızla harekket<br />
ettirmek k için gerek kli olan kuvv<br />
o n içinde<br />
C de<br />
<strong>ve</strong>ti bulunuz z.<br />
Verilennler:<br />
Şekildeeki<br />
boyutlar r, 30<br />
İstenenn:<br />
F = ?<br />
o C de SAE 40 ya ağı, piston hızı h = 1 m/s
Çözüm:<br />
Kayma gerilmesinii<br />
bulalım:<br />
Buradaa<br />
SAE40 yağğının<br />
30<br />
Sürtünmme<br />
Kuv<strong>ve</strong>ti:<br />
<br />
Pistona uygulanma<br />
<br />
C<br />
0<br />
:<br />
<br />
<br />
<br />
ası gereken k<br />
<br />
<br />
dekı viskoz<br />
0.25. <br />
<br />
kuv<strong>ve</strong>t sürtü<br />
Δ<br />
Δ <br />
zitesi: η <br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
0.00025 <br />
100<br />
ünme kuv<strong>ve</strong><br />
Δ<br />
Δ<br />
. . <br />
<br />
<br />
000.140 0.011 . <br />
<br />
etine eşittir.<br />
Problemm<br />
6: Şekildde<br />
görüldüğü ü gibi iç içee<br />
iki kap bul lunmakta ol lup dıştaki kkabın<br />
içi yağ<br />
ile<br />
dolduruulmuştur.<br />
İçtteki<br />
kaba 2. 5 Nm lik dööndürme<br />
mo omenti uygu ulandığındaa<br />
içteki kap n=800<br />
dev/d hıızla<br />
dönmekktedir.<br />
İki kap k arasındaa<br />
toplam 0.8 8 mm boşluk k olup içtekki<br />
kap dıştak kinin<br />
tam merrkezine<br />
yerlleştirilmiştir<br />
r. Yağın visskozitesini<br />
bulunuz? b<br />
Verilennler:<br />
M = 2. .5 Nm, n= 800 8 dev/d, Δ<br />
İstenenn:<br />
<br />
<br />
Çözüm:<br />
<br />
<br />
Δr 0.4 mm<br />
<br />
2 Δ<br />
m , L = 110<br />
<br />
Δ 0 mm <strong>ve</strong> D =<br />
<br />
<br />
2 <br />
= 110 mm<br />
<br />
30Δ2<br />
2 <br />
<br />
2.5<br />
<br />
120Δ 3 3.140.11 1<br />
120<br />
80000.11 0.0004<br />
. <br />
. . <br />
NOTE: cp (centipooise)<br />
ye çevi irmek isteniirse<br />
1 cp = 1 mPa.s
Problemm:<br />
7 Şekildde<br />
görüldüğü ü gibi biri saabit<br />
diğeri 1200 1 dev/d ile dönen ikki<br />
disk arası ında<br />
0.13 mmm<br />
lik boşlukk<br />
mevcuttur r. 240 mm ççapındaki<br />
di iskler bir ya ağ kabına daaldırılmış<br />
ol lup<br />
dönmennin<br />
etkisiylee<br />
yağın iki disk d arasını ttamamen<br />
do oldurmaktadır.<br />
a) Diskke<br />
uygulanm ması<br />
gerekenn<br />
döndürme momentini bulunuz? bb)<br />
Yağın vis skozitesinin n 40 mPa.s oolduğu<br />
kabu ulüyle,<br />
ortaya ççıkan<br />
ısı neddir?<br />
Verilennler:<br />
n = 12200<br />
dev/d, h = 0.13 mmm,<br />
D = 240 m<br />
İstenennler:<br />
M ? , İsi kaybı = ?<br />
Çözüm:<br />
a)<br />
<br />
<br />
mm, 40<br />
<br />
<br />
mPa.s<br />
<br />
30<br />
b)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
60 <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2 <br />
<br />
30<br />
<br />
3.14<br />
0.04 120 600.00 0013<br />
<br />
<br />
30<br />
. <br />
<br />
<br />
<br />
2 <br />
000.12 <br />
. <br />
12 2.583.141 1200<br />
<br />
<br />
30<br />
. <br />
<br />
<br />
15
Change language