Rulman Ömür Hesabı

Rulman Ömür Hesabı

Rulmanın çalışma prensibi; iki farklı hız, ters yön veya sabit yüzey ile dönen yüzey gibi ayrı davranışta bulunan makina parçalarının sürtünmesini asgari düzeye indirmektir.

Göz ile algılanmasa da, rulman içerisindeki masura veya bilyalar mikron seviyesinde şekil değişikliğine uğrar, bu onların belirli hız ve belirli yüke göre sertliklerinin belirlenmesi ile ortaya çıkar. Normalde çizgisel veya noktasal baskı yapan bilya ve masuralar bu kuvvetlerle beraber rulmanın bilezikle beraber şaftına çizgisel, noktasal temas yerine daha geniş bir yüzey, yani belirli alana yayılarak sürtünme meydana getirirler, bu şekilde rulmanın içerisinde bilyaların dönmesi sağlanır. Tüm rulmanlara az da olsa bir kuvvet uygulayarak çalıştırılması gerekmektedir.

Rulman seçim konusunda belirli bir kural yoktur, her tasarımcı aynı makinalarda farklı rulman kullanabilir. Önemli olan ihtiyacı karşılamasıdır.

Bunun içinde kataloglardan;

• Eksenel ve eksene dik (radyal) yük
• Çalışma devri
• Çalışma süresi
• Rulman ömrü
• Yağlama şekli
• Sızdırmazlık elemanlarının seçimi
• Çalışma sıcaklığı
• Ses miktarı
• Çalışma esnasındaki titreşim
• Montaj şekli gibi başlıca özellikler göz önünde tutulmalıdır.

Ülkemizdeki çoğu tasarımcı ve mühendisler iç çap, dış çap ve yüke göre rulman seçiminde bulunmaktadırlar. Bu büyük hatalara neden olmaktadır. Yük hesabı, ömür, sıcaklık gibi değerleri hesaplamak yerine artık her firmanın kataloğunda bu değerleri hazır bulmak mümkündür.

EŞ DEĞER DİNAMİK YÜK (P)

Radyal ve eksenel yüklerin oluşturduğu bileşke kuvvet rulman ömrünü belirleyen ana etkendir.

Bileşke kuvvete rulman literatüründe “Eş değer dinamik yük (P) denilmektedir ve formülü P(N)= Fr *cos β+ Fa  * sinβ  dir.

sinβ ve cos β değerleri rulmanın tipine ve büyüklüğüne göre değişir ve bunlar rulman kataloğunda X ve Y katsayıları olarak verilir. Böylece;

P=X* Fr + Y* Fa    olur.

Eğer Fa belli bir büyüklüğün altında ise ikinci terim 0 kabul edilir ve formül P=X* Fr  şekline döner.

Fa değerinin dikkate alınıp alınmayacağı ise yine katalogda verilmiş olan "e" katsayısı ile belirlenir.

Eğer  Fa/Fr > e ise P=X* Fr + Y* Fa  formülü kullanılır

Eğer  Fa/Fr < e ise P=X* Fr  formülü kullanılır

Burada Fr : Radyal yük (N)
           Fa:  Eksenel yük (N)

Belirlenen Eş değer dinamik yük (P) rulmanın ömrünün hesaplanmasında kullanılan ana parametredir.

L10= (C/P)p
L10 : Milyon devir cinsinden rulman ömrü
C    : Newton cinsinden dinamik yük sayısı 
P    : Newton cinsinden dinamik eşdeğer yük
p    : Bu değer bilyalı rulmanlar için her zaman 3, makaralı rulmanlar için ise her zaman 10/3 dür.

EŞDEĞER STATİK YÜK (P0)

Ömür hesabında kullanılan “dinamik yük sayısı (C )" katalogda ilgili rulmanın tablosundan alınır. Tablolarda C'nin yanında bir de “statik yük sayısı (C0)" verilir.

Statik yük sayısı (C0)  rulman devir sayısının çok düşük olduğu, yavaş salınım hareketlerinde bulunduğu, hareketsiz iken yük altında olduğu durumlarda ve en önemlisi şok darbelerine maruz kalacağı durumlarda dikkate alınır. Bu durumlarda rulman performansının belirlenmesinde yorulma (fatique) değil fakat statik yükün sebep olduğu kalıcı deformasyon etkin olur. Bu deformasyon rulmanlarda gürültü, titreşim ve sürtünmenin artmasına sebep olur. Rulmanın düşük performans sınırına gelmeden çalışmasını temin için hesaplamalarda statik eşdeğer yük P0 (N) aşağıdaki formülden hesaplanarak kullanılır. 

P0 = X0*Fr+Y0*Fa 
C0 = s0*P0, s0 = C0 / P0
C0 :statik yük sayısı ilgili rulman kataloğundan alınır.
s0 :statik emniyet faktörü
X0 , Y0 Rulman kataloğunun ilgili sayfalarında verilir. Statik yük sayısı C0, Eş değer statik yük P0  oranının ne kadar olması gerektiği s0 statik emniyet faktörü tablosunda verilmiştir. (Bu oran şok yükler yoksa bilyalı rulmanlarda birden küçüktür.) Eğer hesaplanan S0 değeri tablodan bulunan S0 değerinden küçük ise daha büyük C0 değerine sahip rulman seçilmelidir.