Basınçlı bilyalı, silindirik basınçlı makaralı veya konik basınçlı rulman: eksenel yüklü bir uygulama için nasıl seçilir

İlk kontrol: anlamlı bir radyal yük var mı?

Basınçlı rulman mile paralel yükler için tasarlanmıştır. Basınçlı bilyalı rulmanlar özellikle tek yönlü eksenel yükler için tasarlanmıştır²² ve genel seçim kuralı, ana yük mile paralel etki ettiğinde basınçlı rulman kullanmaktır³.

Hem radyal hem eksenel yük varsa uygulama, birleşik yükler için tasarlanmış açılı bilyalı rulman, konik makaralı rulman veya başka bir düzen gerektirebilir³. Ağır birleşik yük için rehber konik makaralı rulmana işaret eder²⁰.

Eksenel kapasite veya fiyat konuşulmadan önce bir basınçlı tipi eleyen kontrol budur. Radyal yük de taşıyan bir uygulamada yalnızca eksenel kapasiteye göre seçilmiş bir basınçlı rulman yanlış alım olacaktır.

Kaynaklar, saf bir silindirik basınçlı makaralı rulmanın radyal yük alıp alamayacağını belirtmez ve hiçbir basınçlı tip için izin verilen radyal yük değeri vermez; bu nedenle radyal bileşen sıfır değilse herhangi bir basınçlı tipi aday olarak ele almadan önce yük yönünü tedarikçiyle doğrulayın.

Eksenel yük ve devir: bilyalı veya makaralı basınçlı tip

Yük esas olarak eksenel olarak doğrulandığında basınçlı bilyalı ile basınçlı makaralı rulman arasındaki seçim, yüke karşı devire bağlıdır. Basınçlı bilyalı rulmanlar eksenel yükler için bilyalar kullanır ve hafif-orta yüklere ve daha yüksek devirlere uyar; basınçlı makaralı rulmanlar, silindirik veya konik, makaralar kullanır ve daha yüksek eksenel yük kapasitesi ancak daha düşük devir yeteneği verir¹⁷.

Kapasite farkının arkasındaki mekanizma temas geometrisidir. Çizgisel temas gerilmeyi noktasal temastan daha büyük alana yayar; bu nedenle makaralı bir rulman genellikle aynı iç ve dış çaptaki bilyalı rulmandan daha yüksek temel dinamik yük sayısı (C) taşır^1,9.

L10 ömrü formülü, L10 = (C/P)³ × 1,000,000 tur, her iki aile için de geçerlidir; makara avantajı aynı P için daha büyük C olarak görünür, bu da verilen yükte hesaplanan ömrü uzatır ya da aynı ömür hedefinde daha fazla yük taşımaya izin verir¹.

Aynı geometri devirde makaralara karşı çalışır: çizgisel temas, noktasal temastan tur başına daha fazla sürtünme ve ısı üretir; bu nedenle makaralı rulmanlar genellikle benzer boyutlu bilyalı rulmandan daha düşük sınır devri taşır¹. Bir tedarikçinin seçim serisi kuralı açıkça söyler: hafif yüklerde bilyalı rulman, ağır yüklerde makaralı rulman seçin¹.

Bu bir tedarikçi pozisyonudur, sayısal eşik değil. Bu kümede hiçbir kaynak üç basınçlı tip için Ca veya C0a değerleri veya sınır devirleri vermez; bu nedenle yük ve devir karşılaştırması, satın almayı planladığınız spesifik delik için tedarikçinin yayınlanmış dereceleri üzerinde yürütülmelidir.

Montaj doğruluğu ve eksen kaçıklığı

Bilyalı, konik ve silindirik makaralı rulman kapasitesi, kaçıklığın 0,0005 radyan veya 0,03°'yi aşmayacağı varsayımıyla hesaplanır¹³. Ötesindeki kaçıklık, hesaplanandan düşük L10 ömürlerine yol açar¹³.

Otonal basınçlı rulmanlar 1,0° ile 1,5° aralığında kaçıklığı karşılamak üzere tasarlanmıştır¹³. Karar tam olarak bu farktadır.

Gövde, 0,03° varsayımı içinde milin gövde yüzüne dik kalması için işlenip astarlanabiliyorsa standart bir basınçlı bilyalı, silindirik basınçlı makaralı veya konik basınçlı rulman derecelendiği gibi kullanılabilir. Kusursuz hizalama garanti edilemiyorsa rehber, otonal tasarımlara yönelmek veya daha cömert iç boşluk inşa etmektir⁷.

Kaynaklar üç basınçlı tip için spesifik mil veya gövde diklik ve düzlük değerleri vermez; bu nedenle montaj toleransı rulman tedarikçisinin kataloğundan belirtilmeli ve gövde çizimiyle kontrol edilmelidir.

Yağlama ve contalama rejimi

Gres, kullanımı kolay, sızıntıya dayanıklı ve görece ucuz olduğu için yuvarlanmalı rulman uygulamalarının çoğunda tercih edilen yağlayıcıdır². Yüksek sıcaklıklar, yüksek devirler veya ağır kirlenme onu alt edebilir: aşırı ısı rulmandaki gresi "pişirebilir"; viskozite kaybına, metal-metal temasına ve en sonunda kilitlemeye yol açar; artan devir de aynı etkiyi daha yüksek işletme sıcaklığıyla üretir².

Bu koşullarda yağa geçmek tavsiye edilir². Yağ, rulman içinde ısıyı dağıtarak, kir, toz, nem ve aşınma metalleri gibi kirleticileri süpürerek ve bilya veya makara kayması gibi yük kaynaklı sorunları gidererek yerini hak eder².

Bedeli ticari ve operasyoneldir: yağ sistemleri ilk yatırım ve bakımda daha pahalıdır, sızıntı ve atık sorunları taşır ve seviyeleri doğru tutmak için daha fazla işçilik gerektirir⁶. Geçiş haklıysa durgun yağ banyosu, özellikle düşük veya orta devirde ucuz bir ilk seçenektir⁶.

Kaynaklar üç basınçlı tip için yeniden yağlama aralıkları veya spesifik yağlayıcı önerileri vermez; bu nedenle gres veya yağ spesifikasyonu, dolum miktarı ve servis aralığı seçilen rulman için tedarikçiden istenmelidir.

Standart katalog veya özel üretim: ticari rotayı belirleyin

Teknik karşılaştırma kesinleşmeden önce standart katalog rulmanının yeterli olup olmayacağına karar verin. Standart katalog rulmanları derhal mevcuttur; özel tasarım rulmanları sık sık 500 ile 1,000 adetlik minimum sipariş adedi ve 12 ile 16 haftalık teslim süreleri gerektirir²⁹.

Bu rakamlar motor rulman seçimini anlatan satıcı sınıfı bir kaynaktan gelir; bu nedenle onları herhangi bir basınçlı tip için teklif değil, özel üretim rotasının ticari biçimine işaret olarak değerlendirin. Bir rulman tedarikçisi MOQ'nun tip, spesifikasyon ve özel üretim gerekip gerekmediğine göre değiştiğini belirtir ve fiyat vermeden önce model, boşluk kodu, adet ve uygulama ister²⁷.

Pratik sıralama, özel tasarım düşünülmeden önce standart katalog bulunabilirliğini kontrol etmektir⁷. Gerekli delik ve zarfta standart bir basınçlı rulman varsa 12–16 haftalık özel üretim teslim süresi ortadan kalkar.

Uygulama standart olmayan bir zarf, boşluk veya derece gerektiriyorsa MOQ ve teslim süresi satın alma kararının parçası olur ve teklifle birlikte yazılı olarak doğrulanmalıdır. Hiçbir kaynak üç basınçlı tip için birim fiyat veya spesifik teslim süreleri vermez.

Tolerans sınıfı ve inceleme belgeleri

Metrikte ISO, inçte ABEC olarak bilinen tolerans sınıfları, iç ve dış bilezik ölçülerinin izin verilen sapmasını ve bileziklerin ve yuvarlanma yollarının yuvarlaklığını düzenler; sınıf yükseldikçe tolerans sıkılaşır ve monte edilen rulman daha hassas olur⁸.

Sınıf 0 rulmanlar genel uygulamalar için yeterli performans sunar; zorlayıcı uygulamalar ve işletme koşulları için Sınıf 5 veya üzeri gerekir⁴. Toleranslar ISO standartlarını izler ve basınçlı rulmanlar için basınçlı rulman yuvarlanma yolu kalınlığını içerir⁴.

Eksenel bir uygulama için tolerans sınıfı, montajın göreceği eksenel salgı ve yuvarlanma yolu kalınlığı sınırlarını belirler; bu nedenle tedarikçinin varsayılanına bırakılmak yerine çizimde ve sipariş emrinde yer almalıdır. Hiçbir kaynak üç basınçlı tip için gerekli tolerans sınıfı veya sertifikasyon belirtmez; bu nedenle sınıf uygulamanın hassasiyet gereksiniminden seçilmeli ve tedarikçiyle doğrulanmalıdır.

O sınıfa karşı ölçülen değerleri kaydeden inceleme sertifikasını isteyin.

Minimum yük ve sipariş öncesi doğrulanacak dereceler

Bir rulman, yuvarlanma elemanlarının kaymak yerine yuvarlanması için minimum bir uygulanan yüke ihtiyaç duyar. Kayarlarsa yağlayıcı yağ filmi silinir ve yuvarlanma elemanı ile yuvarlanma yolu yüzeyleri zarar görür; ezilme (smearing) denilen ve rulman ömrünü kısaltan durumdur¹⁶.

Minimum yükün iyi bir yaklaşımı Pmin = 0,02 × C'dir; C rulmanın dinamik kapasitesidir¹⁶. Çoğu uygulamada mil, dişliler ve kavlamaların ağırlığı bunu aşar; ancak kalkışta rulmanların hemen yuvarlanmaya başlaması için açısal ivme izlenmeli ve sınırlandırılmalıdır¹⁶.

Bu kümede hiçbir kaynak üç basınçlı tip için C vermediğinden, derece tedarikçi sağlanana kadar kontrol tamamlanamaz.

• ✓Eksenel yükün mile paralel olduğunu ve varsa radyal bileşenin ayrı bir rulman tarafından karşılandığını doğrulayın [S3].
• ✓Aday basınçlı rulman için dinamik yük derecesi C'yi alın ve Pmin = 0,02 × C'yi hesaplayın [S16].
• ✓Uygulanan eksenel yükün Pmin'i aştığını kalkış sırasında da kontrol edin [S16].
• ✓Bekleme veya darbe yükü koşulları için statik derece C0a'yı isteyin [S1].
• ✓Öngörülen yağlama yöntemi için sınır devri isteyin [S1].
• ✓İç çap, dış çap ve yüksekliğin mevcut zarfa sığdığını doğrulayın [S7].
• ✓Tolerans sınıfını ve onu belgeleyen inceleme sertifikasını doğrulayın [S4].

Kaynakların ortaya koymadığı şeyler

• Hiçbir kaynak eksenel bilyalı, eksenel silindirik makaralı veya konik makaralı eksenel rulmanların gerçek dinamik Ca veya statik C0a yük oranlarını sunmuyor
• Hiçbir kaynak üç eksenel türden hiçbiri için gerçek eksenel yük, hız ve gerekli ömür koşulunda tamamlanmış bir L10 ömür hesabı sunmuyor
• Hiçbir kaynak üç eksenel türün yağ veya gres yağlaması altındaki sayısal sınır veya referans hızlarını vermiyor
• Hiçbir kaynak salt silindirik makaralı bir eksenel rulmanın radyal yük alıp alamayacağını belirtmiyor ve hiçbir eksenel tür için izin verilebilir radyal yük değerleri vermiyor
• Hiçbir kaynak üç eksenel tür için belirli mil/gövde diklik, düzlük veya izin verilebilir hizalama sapması açı değerleri vermiyor
• Hiçbir kaynak üç eksenel tür için belirli iç çap/dış çap/yükseklik yerleşim verileri vermiyor
• Hiçbir kaynak üç eksenel tür için yeniden yağlama aralıkları veya belirli yağlama önerileri vermiyor
• Hiçbir kaynak üç eksenel tür için birim fiyat veya belirli teslim süreleri vermiyor
• Hiçbir kaynak üç eksenel tür için gerekli tolerans sınıfını veya sertifikayı belirtmiyor