Bilyalı ve makaralı rulmanlar için mil ve yatak gövdesi tolerans sınıfları: geçme seçimi iç boşluğu nasıl belirler

Önce hangi bileziğin yüke göre döndüğüne karar verin

Geçme seçimi tek bir soruyla başlar: yük yönü bilezeğe göre dönüyor mu, yoksa bilezik yük altında sabit mi kalıyor? Yüke göre dönen bir bilezik, geçme onu tutmadığı sürece oturma yerinde sürünme (creep) eğilimi gösterir; oturma yeri bu nedenle sıkı ya da ara geçme ister.

Yük yönü sabitsen bilezik yerinde kalabilir — bu durumda boşluk geçmesi kabul edilebilir, hatta bileziğin eksenel kaçmasına izin verdiği için çoğu zaman istenir. İki oturma yeri ayrı tablolarla ele alınır.

Milde, dönen iç bilezik yükü, yüke ve çapa göre h5, js5, js6, k5, k6, m5, m6, n6, p6 veya r6 gibi sıkı geçme sınıfları ister; sabit iç bilezik yükü ise bileziğin akıcı hareket etmesi gerekiyorsa g6, gerekmiyorsa h6 kullanır².

Yatak gövdesinde sabit dış bilezik yükü H7, H8, G7 veya F7 boşluk geçme sınıflarını, dönen dış bilezik yükü ise M7, N7 veya P7 kullanır⁵. Her iki tablo da yük türünün, rulman tipinin ve gövde boyutunun fonksiyonudur; sınıf yalnızca yük yönünden seçilemez²⁵.

Buradaki hata iki kez pahalıyapatır. Gevşek bir oturma yeri, makara yolunun döndüğüne ve mile veya gövdeye sürtünerek aşınmasına (fretting) izin verir; ince bileziği gerektiği gibi desteklemeyen bir oturma yeri ise ömrü kısaltır ve yedek rulman takılmadan önce milin veya gövdenin işlenip düzeltilmesini zorunlu kılabilir¹¹.

Mil sınıfını yük–çap tablosundan okumak

Dönen iç bilezik için mil sınıfı yük büyüklüğüne ve mil çapına karşı tablolaştırılır ve geçme, rulman deliğinin normal toleransına göre tanımlanır — aynı harf sınıfı, farklı çaplarda farklı mutlak sıkma anlamına gelir²¹².

Aşağıdaki tablo, 0, 6X ve 6 sınıflarındaki silindirik delikli rulmanlar için hafif ve normal yük durumunu gösterir; ağır veya darbe yükü sınıfı n6, p6 veya r6'ya kaydırır ve standarttan daha büyük iç boşluklu bir rulman gerektirir². İki gevşetme önemlidir.

Yüksek hassasiyet istenildiğinde js5, k5 ve m5; js6, k6 ve m6'nın yerini alır². Tek sıra konik makaralı rulmanlar ve açılı bilyalı rulmanlarda k5 ve m5, k6 ve m6 ile değiştirilebilir, çünkü geçmeden kaynaklanan iç boşluk indirgemesinin orada dikkate alınması gerekmez².

Yatak gövdesi sınıfını yük–kaçabilirlik tablosundan okumak

Yatak gövdesi sınıfı, dış bileziğin eksenel olarak kaçabilir kalmasının gerekip gerekmediğine, yük türüne ve mil ile iç bileziğin ne kadar sıcak çalıştığına bağlıdır. Bu yüzden tek bir varsayılan sınıf, dönen dış bilezik veya sıcak mil için yanlıştır⁵.

Dış bilezik yükü sabit ve bilezik kolayca kaçabilmeliyse sıradan seçim H7'dir; büyük rulman ya da dış bilezik ile yatak gövdesi arasında büyük sıcaklık farkı varsa G7 gündeme gelir⁵. Mil ve iç bilezik sıcak çalışıyorsa yatak gövdesi sınıfı G7'ye, büyük rulman veya büyük sıcaklık farkında F7'ye gider⁵.

Dönen dış bilezik yükü kaçamaz ve yüke ile yatak gövdesi et kalınlığına göre M7, N7 veya P7 alır⁵.

Sıkma miktarının iç boşluğu yiyip yemediğini kontrol edin

Sıkı geçme iç bileziği genişletir ve bu genişleme rulmanın imal edilmiş, yani tezgâh iç boşluğunu azaltır¹⁹. Sıkı bir yatak gövdesi geçmesi dıştan aynı şeyi yapar: dış bileziği sıkıştırır; iki indirgeme toplanır³.

İndirgeme hesaba katılmazsa, hiç çalışma boşluğu bırakacak tezgâh boşluğu kalmayabilir ve rulman negatif boşluğa, aşırı sürtünmeye ve erken arızaya kayabilir³¹⁹. İndirgeme, nominal sıkma miktarının ta kendisi değildir.

Etkili sıkma; iç bilezik ve dış bilezik için olmak üzere nominal sıkmanın üçte ikisi eksi bir ezilme ölçüsü olarak hesaplanır ve ortaya çıkan boşluk değişimi, etkili sıkma, birleşen mil çapı ve yatak gövdesi deliği cidar kalınlığına bağlıdır⁹. Bu yüzden geçme sınıfı ile boşluk sınıfı sırayla değil birlikte seçilmelidir.

Geçmenin sıkı, çalışma sıcaklığının sürekli yüksek ya da devirlerin standart aralığın üzerinde olduğu yerde C3 gibi daha büyük bir boşluk sınıfı doğru tercihtir; C4, olağanüstü yüksek sıcaklıklar, mil ile yatak gövdesi arasındaki belirgin ısıl fark, ince cidarlı gövdeler veya ciddi eksen kaçıklığı için saklıdır²⁰.

Bir tedarikçi, çok sayıda yaygın endüstriyel motor ve şanzıman için C3'ü varsayılan öneri olarak gösteriyor — bu o tedarikçinin konumudur, her uygulama için kural değil²⁰.

Sıcaklık farkı ve serbest taraf düzenlemesi

Boşluk sıcaklıkla birlikte o da değişir. İç bileziğin veya milin daha sıcak çalışıp dış bilezik veya yatak gövdesinden daha çok genişlemesi bekleniyorsa, çalışmada boşluk azalacağı için baştan daha yüksek radyal boşluk istenir; dış bilezik daha çok genişliyorsa boşluk tersine artar⁴.

Aynı mantık boşluk sınıfını da belirler: çalışma sıcaklığı sürekli yüksek, geçmeler sıkı veya devirler standart üzeri ise C3; mil ile yatak gövdesi arasındaki ısıl fark belirgin ise C4²⁰. Serbest taraf rulmanı bu hareketi emmenin öbür yoludur.

Çalışma sıcaklığı değişiminin yol açtığı genleşmeyi veya büzülmeyi dengeler; serbest tarafta ayrılamayan (non-separable) bir rulman kullanıldığında dış bilezik ile yatak gövdesi arasında, bazı durumlarda da mil ile iç bilezik arasında boşluk geçme öngörülür²¹. Bu boşluk geçmesi bilinçli bir ısıl önlemdir; sabit taraf geçmesinin daha boş bir çeşidi değildir.

Sıkma miktarını iki uçtan da sınırlayın

Geçme, bileziğin sürünmesini durduracak kadar sıkı ama onu aşırı yüklemeeyecek kadar gevşek olmalıdır. Doğru geçmeler; makara yolunun mile veya yatak gövdesine göre dönmesini ve bunun ardından gelen fretting ile yırtılmayı önler, görece ince rulman biletiklerini destekler; izin verilen mil ve yatak gövdesi toleransları, eşleşen rulman parçalarınınkinden yalnızca biraz daha büyüktür¹¹.

İç bileziğin preslenmesi bilezitteki çevre gerilmesine eklenir. Somut bir örnek için — turbojet motoru için M50 çeliğinden, 120 mm delikli ana mil eksenel açılı bilyalı rulmanı — kaynak, preslemeden gelen bu çevre gerilmesi bileşeninin yaklaşık 140 MPa'yı aşmamasını önerir¹⁷.

Bu değer tek bir yüksek hızlı havacılık uygulamasından gelir ve genel bir sektör limiti değildir; bunu, maksimum sıkmanın bilezik gerilmesiyle sınırlı olduğuna dair bir hatırlatma olarak görün ve rulman tedarikçinize sizin rulmanınız için geçerli limiti sorun.

Geçmeyi gerçekten yakalayacak bir montaj yöntemi seçin

Çizimdeki sıkma miktarı, makara yoluna zarar vermeden elde edilebilir olmalıdır. Silindirik delikli rulmanlar genellikle presle bağlanır ya da iç bilezik, montajdan önce deliği genişlesin diye ısıtılarak takılır — çekme geçmesi (shrink fit)²⁶.

Daha büyük rulmanlarda veya daha yüksek sıkmalarda sıcak montaj, presleme sırasında makara yolu hasarı riskini azaltır; dış bileziğin sıkı geçme gerektirdiği durumlarda rulman önce kuru buzla soğutulabilir, paslanma önleyici işlem önceden uygulanmış olarak²⁶. Takım, sıcaklık kadar önemlidir.

Rulman presleri, endüksiyon ısıtıcılar veya hidrolik presler rulman tipine ve geçmeye göre kullanılmalı; kuvvet asla yuvarlanma elemanlarına doğrudan uygulanmamalıdır — yalnızca takılan bileziğe¹³.

Sipariş öncesi çizimde neyi teyit etmelisiniz

Geçmeler m6 ve H7 gibi harf-artı-rakam kombinasyonları olarak yazılır; küçük harf mil dış çapını, büyük harf yatak gövdesi deliğini gösterir ve her biri rulmanın deliğinin veya dış çapının normal toleransına göre tanımlanır¹².

Bu normal toleranslar rulman boyuyla büyüdüğü için aynı sınıf daha büyük bir rulmanda farklı bir mutlak geçme üretir; dolayısıyla çizim, dayandığı rulman tolerans sınıfı olmadan eksiktir¹². Kaynaklar sayısal oturma geometrisi veya yüzey değerleri vermiyor; bu yüzden bunlar kopyalanmış sayılar olarak değil doğrulama maddeleri olarak yazılmalıdır.

• ✓Geçmenin tanımlandığı rulman tolerans sınıfını, tedarikçinin çalıştığı ISO, DIN, ANSI/ABEC veya JIS gösterimiyle belirtin [S12][S14][S25]
• ✓Mil sınıfını bir varsayılan sınıfa değil, yük durumuna ve gerçek mil çap aralığına karşı teyit edin [S2]
• ✓Yatak gövdesi sınıfını dış bileziğin kaçabilirlik ihtiyacına ve mil sıcaklığına karşı teyit edin [S5]
• ✓İç boşluk sınıfını (CN, C3 veya C4) ve hangi geçmeyle seçildiğini belirtin [S20]
• ✓Montaj öncesi mil dış çapı, yatak gövdesi deliği, yüzey kalitesi ve formun üretimde doğrulanmasını şart koşun [S11]
• ✓Tedarikçiden belirtilen geçme için beklenen boşluk indirgemesini teyit ettirin [S19][S9]
• ✓Belirtilen sıkmanın makara yoluna zarar vermeden ulaşılabilir olması için montaj yöntemini ve takımı adlandırın [S26][S13]

Kaynakların çeliştiği veya sustuğu yerler

Yukarıdaki tablolar tedarikçi geçme seçim kılavuzlarından gelir ve hepsi aynı yönü göstermez. Aşağıdaki satırlar her konumu ayrı tutar; kanıtlar hangisinin belirli bir makine için geçerli olduğunu açıklığa kavuşturmaz, bu yüzden alıcı gerçek uygulamaya karşı doğrular.

Kaynakların ortaya koymadığı şeyler

• Hiçbir kaynak, belirli bir rulman için Δdmp/ΔDmp delik ve dış çap sapma değerlerini sayısal olarak vermez; bu nedenle gerçek sıkı geçmiş bu makaleden hesaplanamaz.
• Hiçbir kaynak, montajdan önce CN, C3 veya C4 için sayısal radyal iç boşluk aralıkları vermez.
• Hiçbir kaynak, boşluk azaltımı için tam bir halka oranı katsayısı formülü vermez; yalnızca 2/3 katsayısı ve G* düzleşme ölçüsü belirtilir.
• Hiçbir kaynak, sayısal ısıl genleşme hesaplarını veya C3 ya da C4'ün gerekli hale geldiği sıcaklık farkını vermez.
• Hiçbir kaynak, kayma veya fretting önlemek için en az sıkı geçiş formülünü ya da çatlama veya çevresel gerilme için genel bir en fazla sıkı geçiş sınırını vermez.
• Hiçbir kaynak, yüzey pürüzlülüğü (Ra), silindiriklik, yuvarlaklık veya omuz dikliği için sayısal gereksinimler vermez.
• Hiçbir kaynak, pres geçmesi, endüksiyonla ısıtma, yağ enjeksiyonu veya hidrolik somun yöntemleri için ulaşılabilir veya gerekli sıkı geçiş değerlerini ya da montaj kuvveti değerlerini vermez.
• Hiçbir kaynak, rulman toleranslarına göre sayısal mil veya gövde yuvası geometri toleransları vermez.