akslar ve mĐller 1. genel - mimarlik.maltepe.edu.trmimarlik.maltepe.edu.tr/files/u11/akslar,...
TRANSCRIPT
AKSLAR VE MĐLLER
1. GENEL
Akslar ve miller benzer elemanlar olmakla beraber aralarında fonksiyon
bakımından fark vardır. Akslar kasnak, tekerlek, halat makarası vs. gibi
elemanları taşırlar ve esas olarak eğilmeye zorlanırlar. Aksların görevi duran veya
dönen makine elemanlarını taşımak ve bu elemanlara gelen kuvvetleri takılı
oldukları yatak üzerinden gövdeye iletmektir. Akslar sabit veya dönen akslar
olmak üzere iki farklı şekilde kullanılır. Sabit akslarda sadece üzerlerindeki
tekerlekler döner, bu nedenle sabit akslarda meydana gelen eğilme gerilmesi
statik veya titreşimlidir. Üzerlerine tespit edilen elemanlar ile birlikte dönen
akslarda meydana gelen eğilme gerilmeleri ise tam değişkendir.
Miller genellikle dönen, içi boş veya dolu olan, dairesel kesitli, boylarına göre
çapları küçük olan makine elemanlarıdır. Miller; dişli çarklar, kayış kasnakları,
zincir dişlileri, volanlar vs. gibi elemanlar için taşıyıcı olmakla beraber ana
görevleri güç iletmektir. Bu nedenle millerde eğilme gerilmeleri ile birlikte
burulma gerilmeleri de meydana gelir. Gemi pervanesini taşıyan millerde olduğu
gibi, bazı millerde eğilme ve burulma gerilmelerinin yanı sıra eksenel doğrultuda
zorlanmalar da söz konusu olabilir.
Uzunlama şekline göre miller düz (doğru miller) ve dirsekli (krank milleri) olmak
üzere iki gruba ayrılır. Düz millerin içleri dolu veya boş olarak imal edilir. Đçi boş
olan millerde iç çapın dış çapa oranı 2
1=a
i
d
d olduğu takdirde içi boş milin ağırlığı
aynı boyutlardaki içi dolu milin ağırlığının %75’ine eşit olurken mukavemeti
sadece %6 kadar azalmaktadır. Eksene dik kesitin şekline göre miller daire veya
profil kesitli olabilir.
2. AKS ve MĐL MALZEMELERĐ
Aks ve millerin üretiminde kullanılan malzemeler St42, St50, St60 ve St70
çelikleridir. Büyük yüklerde veya yüzey sertleştirmenin gerekli olduğu hallerde
ıslah çelikleri (C35, 40Mn4, 34Cr4) taşıtlarda ise sementasyon çelikleri (16MnCr5,
20MnCr5, 18CrNi8) çok kullanılan malzemelerdir. Bazı yerlerde örneğin
değirmenlerde ağaç miller, tuzlu sularda ise bronz miller kullanılır.
3. MĐLLERĐN ĐMALĐ
Yapım ve yataklama kolaylığı ve mukavemet üstünlüğü bakımından miller
genellikle dairesel kesitli yapılırlar. Düz miller talaş kaldırarak, soğuk veya sıcak
çekilerek imal edilir. Büyük çaplı miller faturalı miller ve krank milleri dövülerek
şekillendirilir. Dövme işleminden sonra, salgı gidermek amacıyla, miller torna
edilir veya taşlanır. Soğuk çekilen millerde imalat metodunun bir sonucu olarak
milin dış yüzeyinde bası gerilmeleri, iç kısmında ise çekme gerilmeleri meydana
gelir ve bu gerilmeler, mil üzerine herhangi bir delik veya kama yuvası açılmadığı
sürece dengededir. Mil üzerine kama yuvası açıldığı takdirde gerilmeleri dengesi
bozulacağından milde eğilme ve deformasyonlar meydana gelebilir.
Bosch’un yaptığı deneylere göre 50x3420 mm boyutunda soğuk çekilmiş bir mil
üzerine kama yuvası açıldığında 3.1 mm, 70x3420 mm boyutunda soğuk çekilmiş
bir mil üzerine kama yuvası açıldığında 1.3 mm çökme meydana gelmiştir. Buna
karşılık 70x3420 mm boyutunda torna edilmiş bir mil üzerine kama yuvası
açıldığında milde sadece 0.37 mm çökme meydana gelmiştir.
Düz miller ayrıca soyma metodu ile de imal edilirler. Bu metotta 4 adet kesici
kalem döner ve sıcak haddelenmiş olan mil yavaş yavaş eksenel doğrultuda
kesici kalemlere doğru hareket eder. Bu metot pahalıdır fakat mile kama yuvası
açıldığında milde deformasyon gelmediğinden tercih edilir.
Millerin şekillendirilmesi; genellikle milleri taşıyan yataklar, yağ keçeleri, mil
üzerine tespit edilen dişli çark, volan, kayış kasnağı ve tekerlek vs. gibi parçalara
bağlıdır. Şekillendirmede en önemli husus, bağlantı yerlerinin doğru yapılması,
faturalı yerlerin ve çentik etkisi yapacak bölgelerin uygun bir şekilde
yuvarlatılmasıdır. Çentik etkisi yapan kademe geçişlerinin mümkün olduğunca
büyük yarıçaplı olması, ayrıca bu geçişlerde yüzey pürüzlülüğünün küçük olması
(yaklaşık 10 µm) çentik etkisini azaltır.
3.1 Millerin Şekillendirilmesinde Göz Önünde Tutulacak Hususlar
a.) Sabit hareketsiz olan akslar millere oranla daha hafif yapılabilirler.
b.) Kaliteli çeliklerden imal edilmiş olan miller St42 çeliğinden yapılan miller
kadar esnektir.
c.) Đç çapının dış çapına oranı 2
1=a
i
d
d olan kovan şeklinde içi boş bir milin
ağırlığı, aynı dış çaptaki içi dolu bir milin ağırlığının %75’ine buna karşılık
mukavemet bakımından %94’üne eşdeğerdir. Yani içi boş millerin mukavemeti içi
dolu millerin mukavemetinden %6 az olmasına karşılık ağırlık bakımından %25
hafiftirler. Bundan dolayı bilhassa büyük çaptaki ağır millerin içinin boş yapılması
daha uygundur.
d.) Yüksek devirlerde çalışan millerin salgısız, rijit olmalarına ve sağlam bir
şekilde yataklanmalarına özellikle dikkat edilmelidir.
e.) Makinelerin boyutları; yatak, göbek ve keçelerin boyutlarına bağlıdır. Bu
elemanların boyutları ne kadar küçük tutulursa makinelerin boyutları da o
nispette küçülür. Millerde eksenel yöndeki hareketler yatakların yan taraflarına
basan faturalar, ayar bilezikleri veya emniyet segmanları vasıtasıyla önlenir.
3.2 Millerin Ölçüleri
Mil ve aksların çapları DIN3 de verilmiştir. Buna göre millerin çapları
10 mm den 22 mm ye kadar 2 mm ara ile
25 mm den 60 mm ye kadar 5 mm ara ile
60 mm den 160 mm ye kadar 10 mm ara ile
160 mm den 500 mm ye kadar 20 mm ara ile değişir.
500 mm den sonraki mil çapları 560 mm, 630 mm ve 710 mm’dir.
Millerin boylarında aynen çapları gibi standarttır. Miller genellikle 5m, 6m, ve 7m
olarak imal edilirler.
Millerin yatak içinde kalan kısımlarına muylu adı verilir. Millerin ucunda bulunan
muylulara uç muylusu denir. Millerde, muyluları boyuna sınırlandıran faturaların
yükseklikleri genellikle 0.1d (d: mil çapı) ve genişlikleri 0.1d……..0.15d’dir. Bazen
fatura yerine pres edilmiş bilezik veya tespit bilezikleri de kullanılır.
2. RULMANLI YATAKLAR
2.1. Giriş
Rulmanlı yataklar; bir iç bilezik, bir dı
yapan yuvarlanma elemanlarından olu
birbirine sürtünmesini önlemek ve e
sağlamak için kılavuz kafesleri bulunur (
yumuşak malzemelerden yapılır.
Rulmanlı yataklar dönen bir makine elemanı ile duran bir
geçişini aradaki yuvarlanma elemanları vasıtasıyla sa
kullanılan yuvarlanma elemanları (
Millerin boylarında aynen çapları gibi standarttır. Miller genellikle 5m, 6m, ve 7m
Millerin yatak içinde kalan kısımlarına muylu adı verilir. Millerin ucunda bulunan
denir. Millerde, muyluları boyuna sınırlandıran faturaların
yükseklikleri genellikle 0.1d (d: mil çapı) ve genişlikleri 0.1d……..0.15d’dir. Bazen
fatura yerine pres edilmiş bilezik veya tespit bilezikleri de kullanılır.
2. RULMANLI YATAKLAR
Rulmanlı yataklar; bir iç bilezik, bir dış bilezik ve iki bilezik arasında yuvarlanma hareketi
yapan yuvarlanma elemanlarından oluşur. Ayrıca yuvarlanma elemanlarının ayrılarak
birbirine sürtünmesini önlemek ve eşit aralıklarda iç ve dış bilezikler arasında yuvarlanmasını
lamak için kılavuz kafesleri bulunur (Şekil-2.1). Bu kafesler pirinç veya demir gibi daha
ak malzemelerden yapılır.
Şekil-2.1 Radyal bilyalı yatak
Rulmanlı yataklar dönen bir makine elemanı ile duran bir makine elemanı arasında kuvvet
ini aradaki yuvarlanma elemanları vasıtasıyla sağlar. Rulmanlı yataklarda yaygın olarak
kullanılan yuvarlanma elemanları (Şekil-2.2)’de verilmiştir.
Millerin boylarında aynen çapları gibi standarttır. Miller genellikle 5m, 6m, ve 7m
Millerin yatak içinde kalan kısımlarına muylu adı verilir. Millerin ucunda bulunan
denir. Millerde, muyluları boyuna sınırlandıran faturaların
yükseklikleri genellikle 0.1d (d: mil çapı) ve genişlikleri 0.1d……..0.15d’dir. Bazen
fatura yerine pres edilmiş bilezik veya tespit bilezikleri de kullanılır.
bilezik ve iki bilezik arasında yuvarlanma hareketi
ur. Ayrıca yuvarlanma elemanlarının ayrılarak
arasında yuvarlanmasını
2.1). Bu kafesler pirinç veya demir gibi daha
makine elemanı arasında kuvvet
lar. Rulmanlı yataklarda yaygın olarak
bilya
konik makara
2.2. Rulmanlı Yatakların Avantajları
Makinenin ilk harekete geçi
rulmanlarda küçük, makaralı rulmanlarda orta ve i
Yağlaması basit, yağ sarfiyatı az olup bakım de
Yatak boşluğu azdır.
Birim yatak genişliğinin ta
doğrultuda küçülebilir.
Standart boyutlarda imal
belirtilerek kolayca temin edilir ve yedek parça olarak sıkıntısı çekilmez.
2.3. Rulmanlı Yatakların Mahsurları
Gürültülü çalışırlar ve sönümleme kabiliyetleri yoktur.
Tek parça olarak imal edildiklerinden montaj ve sökülmeleri zorluk verebilir.
Mil ve gövdenin dar toleranslar içinde imal edilmesi gerekti
Manşon kullanılarak bu olumsuzluk kısmen giderilebilir.
silindirik makara iğne
nik makara fıçı makara konik fıçı makara
Şekil-2.2 Yuvarlanma elemanları
2.2. Rulmanlı Yatakların Avantajları
Makinenin ilk harekete geçiş ve duruşunda sürtünme kayıpları azdır. Sürtünme bilyalı
rulmanlarda küçük, makaralı rulmanlarda orta ve iğneli rulmanlarda büyüktür.
ğ sarfiyatı az olup bakım değiştirilmesi kolaydır.
ğinin taşıyacağı yük büyüktür. Bu sayede makine boyutu eksenel
Standart boyutlarda imal edilirler. Piyasada bol miktarda bulunurlar. Rulman numarası
belirtilerek kolayca temin edilir ve yedek parça olarak sıkıntısı çekilmez.
2.3. Rulmanlı Yatakların Mahsurları
ırlar ve sönümleme kabiliyetleri yoktur.
edildiklerinden montaj ve sökülmeleri zorluk verebilir.
Mil ve gövdenin dar toleranslar içinde imal edilmesi gerektiğinden maliyet yüksektir.
on kullanılarak bu olumsuzluk kısmen giderilebilir.
konik fıçı makara
unda sürtünme kayıpları azdır. Sürtünme bilyalı
eli rulmanlarda büyüktür.
tirilmesi kolaydır.
ı yük büyüktür. Bu sayede makine boyutu eksenel
edilirler. Piyasada bol miktarda bulunurlar. Rulman numarası
belirtilerek kolayca temin edilir ve yedek parça olarak sıkıntısı çekilmez.
edildiklerinden montaj ve sökülmeleri zorluk verebilir.
inden maliyet yüksektir.
Radyal doğrultuda makine boyutlarının büyümesine yol
Darbeli çalışmaya karşı mukavim de
2.4. Rulmanlı Yatakların Sınıflandırılması
Rulmanlı yataklar; yuvarlanma elemanına ve ta
Rulmanlı yataklar yuvarlanma elemanına göre; bilyalı ve makaralı olmak üz
ayrılır. Makaralı rulmanlar ise ; silindirik, masuralı, konik ve i
Taşıdıkları yüke göre rulmanlar; radyal, eksenel ve radyal
dikkate alınırsa rulmanlı yataklar;
Bilyalı yataklar
tek sıralı sabit
iki sıralı eğik
rultuda makine boyutlarının büyümesine yol açar.
maya karşı mukavim değildirler.
2.4. Rulmanlı Yatakların Sınıflandırılması
Rulmanlı yataklar; yuvarlanma elemanına ve taşıdıkları yüke göre sınıflandırılırlar.
Rulmanlı yataklar yuvarlanma elemanına göre; bilyalı ve makaralı olmak üz
ayrılır. Makaralı rulmanlar ise ; silindirik, masuralı, konik ve iğneli
ıdıkları yüke göre rulmanlar; radyal, eksenel ve radyal-eksenel olabilir. Tüm bu hususlar
dikkate alınırsa rulmanlı yataklar;
ıdıkları yüke göre sınıflandırılırlar.
Rulmanlı yataklar yuvarlanma elemanına göre; bilyalı ve makaralı olmak üzere iki gruba
ğneli şeklinde olabilir.
eksenel olabilir. Tüm bu hususlar
iki sıralı oynak
iki sıralı sabit
Bilyalı eksenel yataklar
tek ve çift yönde sabit
Bilyalı eksenel yataklar
tek ve çift yönde sabit
tek ve çift yönlü oynak
Makaralı radyal yataklar
çift sıralı silindirik
tek ve çift yönlü oynak
Makaralı radyal yataklar
tek sıralı silindirik
konik
oynak masuralı
iğneli
Makaralı eksenel yataklar
silindirik
Makaralı eksenel yataklar
konik
oynak masuralı
şeklinde olabilir.
Yatakların, karşıladıkları kuvvet türüne ve yuvarlanma elemanına göre çe
yapılması gerekir. Sadece radyal veya eksenel yükleri kar
rağmen, genellikle makinelerde her iki kuvveti kar
edilmektedir. Montaj durumu ve çalı
tiplerde rulman geliştirmişlerdir. Bu tip rulmanlar standardize edilerek kullanıcıların
istifadesine sunulmuştur. (Şekil
yönleri görülmektedir.
ıladıkları kuvvet türüne ve yuvarlanma elemanına göre çe
yapılması gerekir. Sadece radyal veya eksenel yükleri karşılayan yatak imalatı yapılmasına
men, genellikle makinelerde her iki kuvveti karşılayacak tipte yatak kull
edilmektedir. Montaj durumu ve çalışma şartları da dikkate alınarak üretici firmalar çok çe
şlerdir. Bu tip rulmanlar standardize edilerek kullanıcıların
Şekil-2.3)’de çeşitli rulman tipleri ve karşılayabildikleri kuvvet
ıladıkları kuvvet türüne ve yuvarlanma elemanına göre çeşitli biçimlerde
ılayan yatak imalatı yapılmasına
ılayacak tipte yatak kullanılması tercih
artları da dikkate alınarak üretici firmalar çok çeşitli
lerdir. Bu tip rulmanlar standardize edilerek kullanıcıların
şılayabildikleri kuvvet
a-) radyal
Şekil-2.3 Karş
2.5. Rulmanlı Yataklarda Sürtünme
Rulmanlı yataklarda sürtünme a
Temas halinde bulunan elemanların elastik
Yuvarlanma yüzeylerinin temas yüzeylerini birle
durumdan sapmaları
Yuvarlanma elemanlarının kafes veya yan
Yataktaki yağların sıkış
) radyal-eksenel b-) eksenel
c-) radyal
2.3 Karşıladıkları kuvvetin yönüne göre yatak çeşitleri
2.5. Rulmanlı Yataklarda Sürtünme
sürtünme aşağıdaki nedenlerden meydana gelir.
Temas halinde bulunan elemanların elastik şekil değiştirmelerinden
Yuvarlanma yüzeylerinin temas yüzeylerini birleştiren geçici eksenlerin ideal
Yuvarlanma elemanlarının kafes veya yan kenarlara sürtmesinden
ların sıkıştırılması için harcanan işten
) eksenel
şitleri
tirmelerinden
tiren geçici eksenlerin ideal
Keçelerdeki kayma sürtünmesinden
Yatağa giren tozun ve aş
Yukarıda sıralanan nedenlerden dolayı rulmanlı yataklarda
sürtünme katsayıları, yatak tipine göre Tablo
Tablo-2.1
Yatak Tipi
Bilyalı sabit yatak
Silindirik makaralı yatak
Bilyalı oynak yatak
Bilyalı e
Makaralı oynak yatak
Konik makaralı yatak
2.6. Rulmanlı Yataklarda Meydana Gelen Sürtünmenin Azaltılması
Rulmanlı yataklarda meydana gelen sürtünme a
Yatak boşluğu büyük, yük açısı küçük yapılarak ve absorbsiyonu dü
kullanılarak
Temas yüzeylerini birleş
Gidaj kuvveti ve kayma sürtünmesi azaltılarak
Đnce ve yeteri miktarda ya
Yağ keçelerindeki sürtünme azaltılarak
Rulman ve yağın yabancı maddelerden korunmasıyla
2.7. Rulmanlı Yatak Montajı
Rulmanlı yatakların görevlerini yapabilmeleri için montajda uygun bir geçmenin seçilmi
olması gerekir. Geçme türü öncelikle i
izafi dönme durumlarına
yükün büyüklüğ
sıcaklık durumuna
yataklamada hareket hassasiyetinin önemine
dikkat etmek gerekir.
Keçelerdeki kayma sürtünmesinden
a giren tozun ve aşınmadan meydana gelen metal parçacıklarının direncinden
Yukarıda sıralanan nedenlerden dolayı rulmanlı yataklarda oluşan sürtünmeyi ifade eden
sürtünme katsayıları, yatak tipine göre Tablo-2.1’de verilmiştir.
2.1 – Yatak tipine göre sürtünme katsayıları
Yatak Tipi µµµµ ( sürtünme katsayısı )
Bilyalı sabit yatak 0.0022.......0.0042
Silindirik makaralı yatak 0.0012.......0.0060
Bilyalı oynak yatak 0.0016.......0.0066
Bilyalı eğik yatak 0.0018.......0.0088
Makaralı oynak yatak 0.0029.......0.0071
Konik makaralı yatak 0.0025.......0.0083
2.6. Rulmanlı Yataklarda Meydana Gelen Sürtünmenin Azaltılması
Rulmanlı yataklarda meydana gelen sürtünme aşağıdaki tedbirlerle azaltılabilir.
u büyük, yük açısı küçük yapılarak ve absorbsiyonu dü
Temas yüzeylerini birleştiren geçici eksenler ideal şekle yaklaştırılarak
kuvveti ve kayma sürtünmesi azaltılarak
nce ve yeteri miktarda yağ kullanılarak
keçelerindeki sürtünme azaltılarak
ın yabancı maddelerden korunmasıyla
2.7. Rulmanlı Yatak Montajı
Rulmanlı yatakların görevlerini yapabilmeleri için montajda uygun bir geçmenin seçilmi
olması gerekir. Geçme türü öncelikle işletme şartlarına bağlıdır. Geçmenin seçilmesinde
izafi dönme durumlarına
yükün büyüklüğüne
sıcaklık durumuna
hareket hassasiyetinin önemine
ınmadan meydana gelen metal parçacıklarının direncinden
an sürtünmeyi ifade eden
( sürtünme katsayısı )
2.6. Rulmanlı Yataklarda Meydana Gelen Sürtünmenin Azaltılması
ıdaki tedbirlerle azaltılabilir.
u büyük, yük açısı küçük yapılarak ve absorbsiyonu düşük malzeme
tırılarak
Rulmanlı yatakların görevlerini yapabilmeleri için montajda uygun bir geçmenin seçilmiş
lıdır. Geçmenin seçilmesinde
Geçmenin türünü belirlemek için öncelikle bileziğe etkiyen yatak yükünün çevre yükü mü
yoksa nokta yükü mü olduğunu tayin etmek gerekir. Yük durumu ve buna bağlı olarak
geçmenin türü Tablo-2.2’de verilmiştir.
Tablo-2.2- Yük durumuna göre geçmenin şekli
Hareket Şekli Örnek Şema Yük Durumu Geçme
Đç bilezik
dönüyor, dış
bilezik duruyor
Ağırlık yükü
taşıyan mil
Đç bilezik çevre, dış
bilezik nokta yükü
Đç bilezik sıkı,
dış bilezik
serbest geçme
olabilir.
Đç bilezik
duruyor, dış
bilezik dönüyor.
Yük yönü dış
bilezikle
dönüyor.
Büyük denge
bileziklerinin
bulunduğu
göbek
yataklanması
Đç bilezik çevre, dış
bilezik nokta yükü
Đç bilezik
duruyor, dış
bilezik dönüyor.
Yük yönü sabit
Motorlu araç
ön tekerleği
Đç bilezik nokta,
dış bilezik çevre
yükü Đç bilezik
serbest
geçme, dış
bilezik sıkı
geçme
olabilir.
Đç bilezik
dönüyor, dış
bilezik duruyor.
Yük yönü iç
bilezikle
dönüyor.
Santrifüj
titre şimli elek
Đç bilezik nokta,
dış bilezik çevre
yükü
Eğer bir rulmanın bileziği radyal yüke göre dönüyorsa bu bileziğin sıkı geçme ile monte
edilmesi gerekir. Aksi halde bilezik mil üzerinde gezinir. Bu durumdaki bileziğe “çevre yükü
etkisindedir” denir. Gezinme sırasında, bilezik ile arasındaki boşluk çok küçük olduğundan
yağ yüzeyler arasına giremez. Bu nedenle büyük yatak yükleri nedeniyle büyük sürtünme
kuvvetleri ve aşınmalar ortaya çıkar.
Eğer yatak yükü daima rulman bileziğinin aynı noktasına yönlenmiş ise bilezik mil
üzerinde gezinmez. Fakat bu halde yükün sürekli etkidiği noktada ezilmeler olabilir. Bu
nedenle, bilezik nispeten gevşek, serbest geçme toleransı ile monte edilir. Böylece ara sıra
yükün etkidiği noktanın kayması sağlanarak sürekli etki sonucu yüzeylerde ezilmelerin
meydana gelmesi önlenebilir.
Yük altında çalışan bir rulmanda sıcaklık yüksek olduğu takdirde iç bilezik genişler ve
geçme sıkılığı azalır. Eğer iç bilezikte çevre yükü varsa, işletme durumları dikkate alınarak,
sıkılığın azalmaması için montajda daha fazla boyut fazlalığı verilmelidir.
Rulmanlı yataklarda, hareketin doğru şeklini hassasiyetle koruyabilmek için yaylanma ve
titreşimler önemlidir. Bu nedenle hiçbir şekilde rulman ile mil arasında gevşek geçme
kullanılmaz.