KAYMALI YATAKLAR - Atatürk Üniversitesimuhserv.atauni.edu.tr/makine/ikaymaz/makelII/... · gösteren hidrodinamik yatak tipidir. Mil desteklenmesinin bu tip yataklarla gerçekleştirilmesinde,

Atatürk Üniversitesi

Kaymalı Yataklar

Prof. Dr. İrfan KAYMAZ

KAYMALI YATAKLAR II: Radyal Kaymalı Yataklar

Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

Makine Mühendisliği Bölümü


Kaymalı Yataklar Giriş

Bu bölüm sonunda öğreneceğiniz konular: Radyal yataklama türleri Sommerfield Sayısı Sonsuz Genişlikte Radyal Yatak Hesabı

Basınç Dağılımı Yük Taşıma Kapasitesi

Örnek


Kaymalı Yataklar Radyal Kaymalı Yataklar

Endüstride sıkça karşılaşılan, yüke radyal doğrultuda direnç gösteren hidrodinamik yatak tipidir.



Endüstride sıkça karşılaşılan, yüke radyal doğrultuda direnç gösteren hidrodinamik yatak tipidir.

Mil desteklenmesinin bu tip yataklarla gerçekleştirilmesinde, genelde iyi bir yağlama temini için, yatak bronz gibi iyi kayma özelliğine sahip malzemeden yapılır.

Yatağa genelde yatak zarfı ya da sadece zarf, mile de muylu denir.

Yatağın mili tam sarıp sarmamasına göre bu tür yataklar tam radyal, yarım radyal yataklar diye sınıflandırılırlar.



Tam radyal yatak veya 3600 yatağı mili (muyluyu) çepeçevre sarar. Yatak çapı muylu çapından pek az büyüktür. Yatak yükü (yatağa

etkiyen kuvvet) muyluya veya yatağa etkiyebilir. Yağ, yatağın uygun bir yerinden bir yağ deliği veya bir yağ kanalı

vasıtasıyla sevk edilir. Dönmekte olan muylu tarafından çevresel yönde sürüklenen yağ,

yağ kamasını teşkil eder.



mil ve yatağın değişik izafi konumlarında yağ filminin oluşumu



Mil ve yatak merkezleri arasında e eksantrikliğinin mevcut olması halinde iki yüzey arasında oluşan daralan-genişleyen yağ kamasına benzeyen açıklıklar film kalınlığı olarak değerlendirilir.

Hidrodinamik basınç oluşumuna katkı yapan daralan bölge sonunda h0 minimum film kalınlığı kadar radyal boşluk doğar.


Kaymalı Yataklar Yağ film kalınlığı

minimum film kalınlığı: Maksimum film kalınlığı:

Yatakta basınç dağılımı için çok önemli olan h film kalınlığı, yatak geometrisi büyüklükleri ve bağıntıları kullanılarak genel ifade olarak:


Kaymalı Yataklar Yağ film kalınlığı

minimum film kalınlığı 𝜃 = 0

maksimum film kalınlığı 𝜃 = 𝜋

𝜺: mevcut yağ filmini belirten boyutsuz büyüklük (izafi eksantrisite)

Metal-metal temasta ε= 1



Radyal yataklarda basınçlı, yani hidrodinamik yağ tabakası eğik düzlemde olduğu gibi mil ile yatak arasındaki boşluğun tamamında oluşmaz.

Bu nedenle, radyal kaymalı yataklardaki sıvı sürtünmesinin genel denklemindeki, 𝜃 açısının sınır değerleri yani hidrodinamik yağ tabakasının başlangıç ve bitiş noktaları kesin değildir.


Kaymalı Yataklar Basınç Dağılımı

Yağ tabakasındaki basıncın başlangıç v e bitiş değerleri için Sommerfeld (𝜃𝑖 = 0 𝑣𝑒 𝜃𝑓 = 2𝜋)

Yarı Sommerfeld (𝜃𝑖 = 0 𝑣𝑒 𝜃𝑓 = 𝜋)

Reynolds (𝜃𝑖 = 0 𝑣𝑒 𝑃 = 0 𝑣𝑒 𝑑𝑃 𝑑𝜃 = 0 )



Her üç varsayımda uygulanan matematiksel işlem aynı olduğundan, daha basit olduğundan, Yağ filminde Basınç Yayılışı Yük taşıma kapasitesi Sürtünme Katsayısı gibi büyüklükler Sommerfeld yaklaşımına göre hesaplanacaktır.


Kaymalı Yataklar

Teorik olarak sonsuz genişlikte olan yataklarda; hareket yönüne dik doğrultuda yağ debisi ihmal edilir

z doğrultusunda basınç değişmez yani 𝜕𝑃

𝜕𝑧= 0

Hidrodinamik sıvı sürtünmesi genel denklemi:

Sommerfeld sınır şartları yazıldığında, basınç ifadesi

𝑃0: atmosferik basınç

Basınç Dağılımı


Kaymalı Yataklar

Basınç dağılımı

Basınç Dağılımı

Sommerfeld Yarı Sommerfeld Reynolds


Kaymalı Yataklar

Sonsuz geniş yatak

Yük Taşıma Kapasitesi

Yük Taşıma Kapasitesi

Sommerfeld sınır koşulları yazılırsa:𝑊𝑦 = 0

Bu denklem düzenlenirse

İzafi yatak boşluğu:

𝑃𝑚: Ortalama yatak yüzey basıncı


Kaymalı Yataklar

Sommerfeld Sayısı:

Boyutsuz Sommerfeld Sayısı:

Yük Taşıma Kabiliyeti

Sommerfeld Sayısı aynı olan yataklar tamamen benzer olarak çalışırlar


Kaymalı Yataklar Sürtünme Katsayısı

Mil yüzeyindeki sürtünme kuvveti dikkate alınırsa


Kaymalı Yataklar Sonlu Genişlikte Radyal Yatak Hesabı

İki Boyutlu Reynolds diferansiyel denklemleri geçerlidir Sonlu genişlikteki yataklarda z ekseni doğrultusunda yağ

kaçağı vardır. Basınç azalır ve yük taşıma kapasitesi azalır.


Kaymalı Yataklar Sonsuz Genişlikte Radyal Yatak Hesabı

Sommerfield sayısı yatağın yük taşıma kabiliyeti ile ilgilidir. Yatağın sürtünme hesabı ve termik denge için 𝜇 ve 𝜇 𝜓

değerlerinin bilinmesi gerekir.


Kaymalı Yataklar Sonsuz Genişlikte Radyal Yatak Hesabı

Sommerfield-izafi minimum yağ tabakası (Boyutsuz) Sommerfield-izafi eksantre (Boyutsuz)


Kaymalı Yataklar Pratik Parametreler

Boyutsuz Sommerfield sayısı radyal kaymalı yatağın bütün karakteristiklerini içerir.






Kaymalı Yataklar Konstrüksiyon Esasları

Tam Radyal yatak (a) Kısmı radyal yatak (b,c)


Kaymalı Yataklar Konstrüksiyon Esasları

Hidrodinamik radyal kaymalı yataklar: Basit bir burç Bağımsız bir sisiem olarak

makinelere takılırlar


Kaymalı Yataklar Örnek:

125 mm nominal çaplı bir yatakta yatak çapı toleransları 0 +0.04 mm arasında, mil çapı toleransları -0.16 mm ve -0.20 mm arasında değişmektedir. B/D=1 olan yatağın dışarıya ısı veren alanı A=0.4 m2 olarak hesaplanmıştır. Konveksiyonla soğutma hali için ısı iletim katsayısı 𝛼 = 20 𝑊/𝑚2 𝐾𝑜 dir. Yatağa gelen radyal yük F=30 kN, devir sayısı n=500 d/d. Yatakta kullanılan yağ ISO VG46 yağıdır. Bu verilere göre a) Yatak basıncını hesaplayıp emniyetli olup olmadığını

belirleyiniz. b) Çevre sıcaklığı 20 𝐶𝑜 ve efektif sıcaklık 40 𝐶𝑜 için yağ viskozitesi

ve izafi boşuk değerini bulunuz. c) Sommerfeld sayısını, izafi eksantriklik, sürtünme katsayısını ve

sürtünme kayıplarını hesaplayınız. d) Yatak ve milin toplam pürüzlülüğü 5𝜇𝑚 ise minimum yağ film

kalınlığının yeterli olup olmadığını bulunuz.


Kaymalı Yataklar Gelecek dersin konusu

RulmanlıYataklar…

Documents

KAYMALI YATAKLAR - Atatürk Üniversitesimuhserv.atauni.edu.tr/makine/ikaymaz/makelII/... · gösteren hidrodinamik yatak tipidir. Mil desteklenmesinin bu tip yataklarla gerçekleştirilmesinde,