Çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar nelerdir?

Çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar radyal yükleri, her iki yöndeki eksenel yükleri ve moment yüklerini aynı anda destekleyebilmeleri için arka arkaya düzenlenmiş iki sıra açısal temas bilyesini tek bir iç ve dış halka içinde birleştiren bir rulman tasarımıdır. Her sıranın temas açısı, yatağın karşıt taraflarından gelen yük çizgilerinin yatak ekseni üzerinde birleşeceği şekilde ayarlanır ve karşı eksenel yönü idare etmek için ayrı olarak monte edilmiş ikinci bir yatağa ihtiyaç duymadan devrilme kuvvetlerine direnen bağımsız bir ünite oluşturulur. Yapısal prensip açısından, çift sıralı eğik bilyalı rulman, esasen, ortak bir iç ve dış bileziği paylaşan daha dar, daha kompakt bir üniteye entegre edilmiş, sırt sırta (DB) eşleştirilmiş iki tek sıralı eğik bilyalı rulman çiftine eşdeğerdir (kaynak: NSK Global Teknik Kütüphane; NTN Rulman Kataloğu 2203E). 5200 ve 5300 serisi çift sıralı rulmanlar için standart temas açısı 25 derece Schaeffler ve diğer bazı tasarım aileleri ise radyal kapasiteye göre eksenel yük kapasitesini artıran 30 derecelik bir temas açısı kullanıyor (kaynak: NSK; Schaeffler TPI 213). Kompakt geometri, çift sıralı ünitenin, aynı delik ve dış çapa sahip, ayrı ayrı monte edilmiş iki tek sıralı açısal temaslı rulmana göre önemli ölçüde daha az eksenel alan kapladığı anlamına gelir; bu da onu, dar bir kurulum aralığında çift yönlü eksenel kısıtlamaya ihtiyaç duyulan her yerde tercih edilen çözüm haline getirir. Çift Sıralı Eğik Bilyalı Rulmanlar 30 ve 38 serisindekiler, bu tür kompakt, çok yönlü yük uygulamalarına tam olarak uyan çeşitli delik boyutlarını ve sızdırmazlık seçeneklerini kapsar.

Temas Açısı Rulman Davranışını Nasıl Tanımlar?

Temas açısı, açısal temaslı bilyalı rulmanları sabit bilyalı rulmanlardan ayıran en önemli geometrik parametredir ve rulmanın sağlayabileceği eksenel yük kapasitesinin radyal yük kapasitesine oranını doğrudan belirler.

Temas Açısının Geometrik Anlamı

Herhangi bir yuvarlanma elemanlı rulmanda, bilyalar yükü iç halka yuvarlanma yolu ile dış halka yuvarlanma yolu arasında temas noktaları aracılığıyla aktarır. Sabit yivli rulmanlarda bu temas noktaları mil eksenine dik bir çizgi üzerinde yer alır; bu, rulmanın radyal yüklere çok uygun olduğu ancak eksenel yükleri yalnızca rastlantısal olarak karşılayabildiği anlamına gelir. Açısal temaslı bir rulmanda, yuvarlanma yolları, iki temas noktasını birleştiren çizginin radyal düzlemle bir açı oluşturacağı şekilde kaydırılmıştır. Bu açı alfa ile gösterilen temas açısıdır. Açısal temaslı bir rulmana tamamen eksenel bir yük uygulandığında, yük bu eğimli temas hattı üzerinden iletilir ve bu kuvvet, rulman geometrisi içindeki bir radyal bileşene ve bir eksenel bileşene ayrıştırılır. Temas açısı ne kadar yüksek olursa, uygulanan eksenel yükün verimli bir şekilde taşınan oranı da o kadar büyük olur ve temas gerilimi kritik hale gelmeden önce rulmanın dayanabileceği eksenel/radyal yük oranı da o kadar büyük olur (kaynak: NTN Bearing Catalog 2203E; brkbearings.com).

Çift Sıralı Tasarımlarda Temas Açısı Değerleri

Tek sıralı eğik bilyalı rulmanlar dört standart temas açısı konfigürasyonunda mevcuttur: 15 derece, 25 derece, 30 derece ve 40 derece. 15 derecelik varyant, yüksek hızlı çalışmaya ve düşük eksenel sertliğe öncelik verir; 40 derecelik değişken, azaltılmış hız değeri ve daha yüksek ısı üretimi pahasına maksimum eksenel yük kapasitesine öncelik verir. Standart 5000 serisindeki (5200, 5300 serisi) çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar, 25 derece temas açısı her sıra bir yönden gelen eksenel yükü destekleyecek şekilde arka arkaya düzenlenmiştir. Schaeffler tasarım ailesi de dahil olmak üzere yüksek kapasiteli modeller, 30 derece temas açısı bu daha yüksek bir eksenel yük fraksiyonu sağlar ancak sürekli çalışma için hız sınırında buna karşılık gelen bir azalma sağlar (kaynak: NSK Global; Schaeffler TPI 213).

Moment Yükü Yeteneği

Çift sıralı düzenlemenin sağladığı kritik derecede önemli bir özellik, eğilme momentleri olarak da adlandırılan moment yüklerine karşı dirençtir. Bir moment yükü, şaftı yuvaya göre, şaft merkez hattına dik bir eksen etrafında döndürmeye etki eder. Tek sıralı açısal temaslı rulman veya tek sabit oluklu rulman, bu tür yüklemeye güvenilir bir şekilde karşı koyamaz çünkü bir taraftaki temas bölgesi aşırı yüklenirken karşı taraf teması kaybedecektir. Çift sıralı rulmanın sırt sırta düzeni, tek rulman genişliğinde bile iki yük hattı arasında geniş etkili bir açıklık oluşturur ve bu da devrilme kuvvetlerine direnen mekanik bir moment kolu sağlar. Bu nedenle çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar, şaft bükülmesinin, asılı yüklerin veya jiroskopik kuvvetlerin rulman konumunda moment yükleri oluşturduğu uygulamalar için belirtilir (kaynak: NTN Bearing Catalog 2203E).

İç Yapı ve Bileşen Malzemeleri

Çift sıralı eğik bilyalı rulmanın iç yapısını anlamak, özel tasarım ve malzeme seçimlerinin performansı neden yalnızca katalog yük değerinden her zaman anlaşılamayacak şekilde etkilediğini açıklar.

Halkalar ve Yarış Yolları

Standart çift sıralı eğik bilyalı rulmanların iç ve dış halkaları, genellikle 58 ila 65 HRC aralığında bir yüzey sertliğine kadar sertleştirilmiş, en yaygın olarak 52100 veya eşdeğer ulusal standart kalitelerde, yüksek karbonlu krom rulman çeliğinden üretilir. Temas bölgesindeki yüzey kalitesi, yük altındaki gerilim dağılımını ve çalışma sırasındaki gürültü ve titreşim seviyesini doğrudan belirlediğinden, yuvarlanma yolları çap, yuvarlaklık ve yüzey pürüzlülüğü konusunda sıkı toleranslara göre taşlanmıştır. Her halkadaki omuz geometrisi, amaçlanan temas açısını oluşturan iki sıralı yuvarlanma yolu arasındaki ofseti oluşturacak şekilde tasarlanmıştır ve bu omuz yüksekliği aynı zamanda temas gerilimi yuvarlanma yolu üzerinde kalmak yerine halka omzuna geçmeden önce halkaların destekleyebileceği maksimum eksenel yükü de belirler.

Yuvarlanma Elemanları

Her iki sıradaki bilyalar tipik olarak halkalarla aynı 52100 rulman çeliğinden veya yüksek hızlı veya korozyon açısından kritik uygulamalarda silikon nitrür (Si3N4) gibi bir seramikten üretilir. Bilya çapı ve sıra başına bilya sayısı, amaçlanan uygulama serisi için rulmanın dinamik yük değerini, statik yük değerini ve hız kapasitesini optimize etmek amacıyla tasarım süreci sırasında seçilir. Belirli bir seride, daha büyük bir bilya çapı, yük oranını arttırır ancak izin verilen maksimum hızı azaltır çünkü her bir bilye üzerindeki merkezkaç kuvveti, bilya kütlesi ve hızın karesi ile ölçeklenir. Hassas dereceli bilyalar, aynı sıradaki bilyalar arasında 0,00025 mm'den daha az bir çap farklılığına sahiptir, çünkü küçük çap farklılıkları bile eşit olmayan yük paylaşımına neden olur ve bu da etkin yük oranını katalog rakamının altına düşürür.

Kafes Seçenekleri

Kafes, bilyaları ayırır ve yükün rulman çevresine eşit şekilde dağıtılması için tutarlı çevresel aralık sağlar. Çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar iki ana kafes tipiyle mevcuttur (kaynak: NSK Global; NTN):

• Orta ve yüksek hızlı uygulamaların çoğu için standart seçenek olan ve bilyaları yönlendirmek için oluşturulmuş ceplere sahip düşük karbonlu çelik sacdan damgalanmış preslenmiş çelik kafes; Preslenmiş çelik kafesler, yatağın standart hız değeri dahilinde çoğu yağ ve gresle yağlamalı uygulamaya uygundur
• Yüksek hızlarda daha düşük kütle ve daha düşük gürültü sunan poliamid veya naylon kafes, gresten gelen viskoz sürtünmenin bir ısı kaynağı olduğu gresle yağlamalı sızdırmaz yataklarda daha iyi performans ve yüksek hızda anlık yağlama kaybı sırasında daha az bulaşma riski

Sızdırmazlık ve Koruma Seçenekleri

Açık çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar, periyodik gres takviyesi veya basınçlı yağ sistemi yoluyla harici yağlama gerektirir. Yalıtımlı ve korumalı versiyonlar mevcuttur ve bakım erişiminin sınırlı olduğu veya kirlilik girişinin endişe verici olduğu uygulamalar için giderek daha fazla belirlenmektedir (kaynak: NTN Rulman Kataloğu 2203E; NSK). En sık kullanılan son ek gösterimleri şunlardır:

Kullanılan 30-2RS, 38-2RS, 30-ZZ ve 38-ZZ serisi adlandırma kuralı Çift Sıralı Eğik Bilyalı Rulmanlar ürün yelpazesi hem seri numarasını hem de sızdırmazlık tipini doğrudan rulman tanımına kodlayarak, yalnızca parça numarasından belirli bir uygulama için hangi varyantın uygun olduğunu belirlemeyi kolaylaştırır.

Yük Değerleri ve Performans Özellikleri

Herhangi bir yuvarlanma elemanlı rulmanın performansı öncelikle üç derecelendirme değeriyle karakterize edilir: temel dinamik yük değeri, temel statik yük değeri ve sınırlayıcı hız. Bu rakamlar, rulmanın iç geometrisi tarafından belirlenir ve güvenilir bir hizmet ömrünün tahmin edilebilmesi için uygulamanın gerçek yük döngüsüne ve hızına göre doğru şekilde yorumlanması gerekir.

Temel Dinamik Yük Değeri

Temel dinamik yük değeri (C), ISO 281'de tanımlanan hesaplama yöntemini takip ederek, bir grup özdeş rulmanın yüzde 90 güvenilirlikle bir milyon devirlik nominal yorulma ömrüne ulaşacağı sabit radyal yük olarak tanımlanır. Çift sıralı eğik bilyalı rulman için dinamik yük değeri, aynı deliğe sahip tek sıralı rulmanınkinden daha yüksektir çünkü iki sıra bilya uygulanan yükü paylaşarak Hertz temas gerilimini daha fazla sayıda temas noktasına dağıtır. Pratik bir referans olarak, 10 mm delikli 5200 serisi rulmanlar (rulman numarası 5200), 7.150 Kuzey 17 mm delikli 5203 serisi yaklaşık 12.700 N taşırken, 20 mm delikli 5204 serisi yaklaşık 15.900 N taşır (kaynak: NSK keçeli ve korumalı tip çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar kataloğu, belge e1249b).

Temel Statik Yük Değeri

Temel statik yük değeri (C0), bir bilya ile yuvarlanma yolu arasındaki maksimum temas geriliminin yaklaşık 4.000 MPa'ya ulaştığı yükü tanımlar; bu, yuvarlanma yolunun yerel plastik deformasyonunun sonraki çalışma sırasında titreşimi ve gürültüyü artıran kalıcı bir girinti oluşturmaya başladığı seviyedir. Aynı NSK referans verilerini kullanarak, 5200 serisinin (10 mm delik) statik yük değeri 3.900 N, 5203 (17 mm delik) 8.300 N ve 5204 (20 mm delik) 10.700 N'dir (kaynak: NSK kataloğu e1249b). Şok yükleri, montaj sırasındaki ağır statik yükleri veya düşük hızda devam eden ağır moment yüklerini içeren uygulamalar, dinamik değerden ziyade statik değere göre değerlendirilmelidir.

Eşdeğer Dinamik Yük Hesabı

Bir rulman tamamen radyal bir yük yerine birleşik bir radyal ve eksenel yüke maruz kaldığında, ISO 281 ömür denklemi uygulanmadan önce eşdeğer bir dinamik yük P hesaplanmalıdır. Çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar için standart formül P = XFr YFa'dır; burada Fr radyal kuvvettir, Fa eksenel kuvvettir ve X ve Y eşik değeri e'ye göre eksenel kuvvetin radyal kuvvet oranına bağlı yük faktörleridir. Yalıtılmış ve korumalı çift sıralı seriler için, Fa/Fr e'den küçük veya e'ye eşit olduğunda tipik değerler X = 1, Y = 0,92'dir ve Fa/Fr e'yi aştığında, X = 0,67 ve Y = 1,41 olup e yaklaşık 0,68'dir (kaynak: NSK kataloğu e1249b). Bu değerler temas açısına ve rulman serisine göre değişir ve tasarımcılar her zaman uygulanan rulman serisi için belirli üreticinin veri sayfasındaki değerleri kullanmalıdır.

Hız Yeteneği

Çift sıralı eğik bilyalı rulmanın hız limiti, yuvarlanma kontaklarında ve kafes-bilya arayüzünde üretilen ısı tarafından belirlenir ve geleneksel olarak gres hız limiti veya yağ hız limiti olarak ifade edilir; yağ limiti tipik olarak gres limitinden yüzde 20 ila 30 daha yüksektir. Yalıtılmış ve korumalı varyantlar, eşdeğer açık rulmanlara göre daha düşük bir hız sınırına sahiptir çünkü conta dudağı sürtünmesi veya koruma yakınlığı, sabit gres dolumunun harici soğutma olmadan dağıtılması gereken ısıyı arttırır. Çift sıralı eğik bilyalı rulmanların ana boyutlarını belirleyen DIN 628-3 standardı, aynı serideki rulman üreticileri arasında değiştirilebilirliği sağlayan boyut sınırları belirler (kaynak: Schaeffler TPI 213).

Tanımlama Sistemi ve Seri Tanımlama

Çift sıralı eğik bilyalı rulman tanımının doğru okunması, bir mühendisin veya satın alma uzmanının, tam boyutlu bir tabloya başvurmaya gerek kalmadan parça numarasından delik çapını, seriyi (ve dolayısıyla dış çap ve genişliği) ve sızdırmazlık konfigürasyonunu onaylamasına olanak tanır.

Ürün tanımındaki 30 ve 38 serisi referansları, rulman dış çap serisi sınıflandırmasını ifade etmektedir. Çift sıralı eğik bilyalı rulmanlarda Seri 30 ve 38, belirli bir boyut zarfını belirtir ve beraberindeki 2RS ve ZZ son ek çeşitleri, temas contalarının mı yoksa çelik koruyucuların mı kullanıldığını doğrudan tanımlar ve sırasıyla gresle yağlamalı sızdırmaz servis veya korumalı servis için doğru varyantın belirtilmesine olanak tanır.

Alternatif Rulman Tipleriyle Karşılaştırma

Bir uygulama için çift sıralı eğik bilyalı rulmanın seçilmesi, bunun aynı konum için potansiyel olarak değerlendirilebilecek diğer rulman türlerinden ne kadar farklı olduğunun anlaşılmasını gerektirir.

Tek Sıralı Eğik Bilyalı Rulmanlara Karşı

Tek sıralı eğik bilyalı rulman, eksenel yükü yalnızca bir yönde destekleyebilir çünkü ofset yuvarlanma yolu geometrisi, eksen üzerinde yalnızca bir taraftan yakınsayan bir temas hattı oluşturur. Tek sıralı rulmanlarla çift yönlü eksenel yükleri desteklemek için, iki rulmanın karşılıklı olarak, sırt sırta (DB), yüz yüze (DF) veya tandem (aynı yönde eksenel yük artışı için DT) olacak şekilde monte edilmesi gerekir. Çift sıralı rulman, aynı çift yönlü eksenel kısıtlamayı, bir iç bilezik ve bir dış bileziğe sahip tek, daha dar bir ünitede elde eder; bu da yuva tasarımını basitleştirir ve gereken eksenel alanı azaltır. Bunun dezavantajı, çift sıralı ünitenin sabit bir temas açısına ve değiştirilemeyen sırt sırta düzenlemeye sahip olmasıdır; oysa eşleştirilmiş tek sıralı düzenleme, uygulama geometrisi farklı moment kolu özellikleri gerektiriyorsa mühendisin yüz yüze montajı seçmesine olanak tanır (kaynak: NSK Global; NTN Rulman Kataloğu 2203E).

Sabit Bilyalı Rulman vs.

Sabit bilyalı rulman, her iki yönde de orta dereceli eksenel yükleri desteklemesine olanak tanıyan, her iki halka üzerinde simetrik bir yuvarlanma yolu oluğuna sahiptir, ancak yük çizgisi, düşük eksenel yüklerde esas olarak radyal kalır ve yatağın tanımlanmış bir temas açısı yoktur. Yüksek hızda düşük ila orta dereceli birleşik yükler için sabit yivli rulman genellikle daha ekonomiktir ve aynı boyuttaki açısal temaslı rulmana göre daha yüksek hız değerlerine ulaşır. Ancak sabit yivli rulmanlar, açısal temaslı rulmanların sağladığı şaftın rijit eksenel konumunu sağlayamaz ve moment yüklerine karşı direnç gösterilmesi gereken veya hassas eksenel sertliğin sistem tasarımının bir parçası olduğu uygulamalar için uygun değildir (kaynak: brkbearings.com).

vs Konik Makaralı Rulman

Konik makaralı rulman, aynı delik boyutundaki açısal temaslı bilyalı rulmana göre daha yüksek radyal ve eksenel yükler taşır çünkü makaralar ve yuvarlanma yolları arasındaki hat teması, yükü daha geniş bir alana dağıtarak tepe temas gerilimini azaltır. Bununla birlikte, konik makaralı rulmanlar montaj sırasında hassas eksenel ön yük ayarı gerektirir, makara uç flanşındaki kayma sürtünmesi nedeniyle yüksek hızlarda daha fazla ısı üretir ve eğik bilyalı rulmanlara göre daha düşük bir hız sınırına sahiptir. Orta derecede birleşik yüklerin ve kompakt geometrinin birincil gereklilikler olduğu orta hızlı uygulamalar için, konik makaralı rulmanlar yerine genellikle çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar tercih edilir.

Karşılaştırma Tablosu

Tipik Uygulamalar ve Endüstri Kullanım Durumları

Çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar, ortak bir gereksinimi paylaşan uygulamalarda bulunur: moment yüklerinin veya birleşik yüklerin sabit yivli rulmanı yetersiz hale getirdiği, orta ila yüksek hıza sahip kompakt bir alanda çift yönlü eksenel kısıtlama.

Elektrik Motorları ve Üfleyiciler

Elektrik motorları sıklıkla tahrik ucu konumunda çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar kullanır; burada kayış gerginliği, helisel dişli itme kuvveti veya fan kanadı yüklemesinden kaynaklanan eksenel kuvvetler, başlatma-durdurma yönüne bağlı olarak çift yönlü bir eksenel yük oluşturur. Kompakt tek üniteli tasarım, iki yataklı düzenlemeyle karşılaştırıldığında motor mahfazası yapısını basitleştirir ve standart 5200 ve 5300 serisinin 25 derecelik temas açısı, çoğu endüksiyon motor uygulamasına uygun makul eksenel sertlik ve dönme hızı değerinin birleşimini sağlar. NSK, bu rulman tipinin başlıca tipik uygulamaları olarak pompaları, elektrik motorlarını ve üfleyicileri listelemektedir (kaynak: NSK Global Teknik Kütüphanesi).

Pompalar ve Kompresörler

Santrifüj pompalar, akış hızı ve basınç farkındaki değişikliklerle yönü tersine çeviren eksenel itme kuvvetleri üretir ve bu çift yönlü eksenel yükleme, çift sıralı eğik bilyalı rulmanların tasarlandığı koşuldur. 30 derecelik temas açılı rulman kullanan yüksek kapasiteli pompa tasarımları, çoğu pompa servis koşulu için yeterli hız kapasitesini korurken, çok kademeli santrifüj pompalara özgü daha yüksek eksenel yükleri karşılayabilir. 2RS veya ZZ işaretli sızdırmaz ve korumalı versiyonlar, periyodik yeniden yağlama için yatak boşluğuna erişilemeyen pompa uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.

Redüktörler ve Redüktörler

Helisel dişliler, mil ekseni boyunca etki eden diş yükünün eksenel bir bileşenini üretir ve bu itme kuvvetinin yönü, eşleştirilmiş bir çiftte pinyon ile dişli arasında tersine döner. Şaft uçlarındaki çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar, ayrı baskı yatağı konumları veya ek eksenel ön yük düzenlemeleri gerektirmeden bu itme kuvvetini her iki yönde de sınırlar. Muhafaza uzunluğunun en aza indirilmesinin tasarım önceliği olduğu kompakt endüstriyel dişli kutularında, her şaft konumundaki tek üniteli çift sıralı rulman, eşleştirilmiş tek sıralı düzenlemeye kıyasla önemli ölçüde eksenel zarf tasarrufu sağlar.

Takım Tezgahı Milleri ve Hassas Ekipmanlar

CNC takım tezgahı milleri, özellikle orta hız aralığında çalışan miller, milin mesnet muhafazasına göre rijit eksenel ve radyal konumunu sağlamak için çift sıralı açısal temaslı bilyalı rulmanlar kullanır. Moment yükü direnci bu uygulamada özellikle değerlidir çünkü takım ucuna uygulanan kesme kuvvetleri, standart bir sabit yivli rulman kullanıldığında, ön yatak konumunda kabul edilemez iş mili sapmasına neden olabilecek bir bükülme momenti oluşturur. Bu uygulama kategorisinde en yüksek sertlik gereksinimleri için normalden daha sıkı iç boşluğa (C2 boşluk sınıfı) sahip hassas önceden yüklenmiş çift sıralı rulmanlar belirtilmiştir.

Otomotiv ve Tarım Ekipmanları

Tarım makinesi şanzımanları, traktör dişli kutuları ve bazı otomotiv aksesuar tahrik uygulamaları, moment bileşenleriyle birlikte radyal ve eksenel yüklerin kompakt, bakım gerektirmeyen kapalı bir ünite içinde taşınması gereken konumlarda çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar kullanır. ZZ korumalı veya 2RS yalıtımlı varyantlar bu uygulamalar için özellikle uygundur çünkü servis erişimi genellikle sınırlıdır ve yüzlerce çalışma saati süren bir servis aralığı boyunca topraktan, ürün döküntülerinden veya yoldaki kumdan kaynaklanan kirlenmeye karşı koruma gereklidir.

Yağlama Gereksinimleri ve Bakım Aralıkları

Yağlama, döner elemanlı rulman arızasının en yaygın temel nedenidir ve çift sıralı eğik bilyalı rulmanlara özel yağlama gerekliliklerinin anlaşılması, herhangi bir uygulamada beklenen hizmet ömrünün elde edilmesi için esastır.

Sızdırmaz ve Korumalı Rulmanlar için Gres Yağlaması

Yalıtımlı 2RS ve korumalı ZZ rulmanlar, üretim sırasında fabrikada gresle doldurulur ve normal çalışma koşulları altında amaçlanan hizmet ömrü boyunca bakım gerektirmeyecek şekilde tasarlanmıştır. Gres dolum hacmi, ısı üretecek ve gresin etkin hizmet ömrünü azaltacak aşırı çalkalama kayıpları olmadan yeterli yağlama sağlamak üzere üretim aşamasında optimize edilmiştir. Bu rulmanların beklenen hizmet ömrünün sonunda değiştirilmesi, gresin yeniden doldurulmasından genellikle daha uygun maliyetlidir, çünkü sızdırmaz veya korumalı tasarım, sızdırmazlık işlevinden ödün vermeden gres boşluğuna erişimi kolaylaştırmaz.

Açık Rulmanlar için Gres Yağlaması

Açık çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar, harici gres uygulaması gerektirir. Rulman boşluğu ve mahfazadaki gres dolum hacmi tipik olarak mevcut boş alanın üçte biri ile yarısı kadarını doldurmalıdır; aşırı doldurma, gresin bozulmasını hızlandıran ve rulman ömrünü kısaltan çalkalama ısısına neden olur. NLGI Grade 2 tutarlılığına sahip lityum bazlı veya lityum kompleks gresler çoğu standart hız ve sıcaklık koşulu için uygundur. Yağla yağlamalı çift sıralı eğik temaslı rulmanlar için yağ değiştirme aralıklarına ilişkin Schaeffler kılavuzu, FVA Proje No. 171'de belirtilen belirlenmiş aralıkların takip edilmesini ve çalışma sıcaklığı ile kirlilik seviyesine göre ayarlama yapılmasını önerir (kaynak: Schaeffler TPI 213).

Yüksek Hızlı Uygulamalar için Yağlama

Gresle yağlamanın aşırı ısı üreteceği daha yüksek hızlarda, açık çift sıralı açısal temaslı rulmanlar, bir yağ banyosu düzenlemesi, yağ buharı veya dolaşımdaki yağ beslemesi yoluyla yağla yağlanabilir. Harici bir soğutucu ve filtre ile yağın sirkülasyonu, takım tezgahı milleri ve yüksek hızlı kompresörler gibi en yüksek hızlı, yüksek yüklü uygulamalar için tercih edilen yöntemdir; çünkü aynı anda yağlama yapar, soğutur ve yatak boşluğundaki aşınma kalıntılarını giderir.

Kurulum, Açıklık ve Ön Yükleme Kılavuzu

Nominal hizmet ömrüne ulaşmak için doğru kurulum, doğru rulman seçimi kadar önemlidir, özellikle de uygun geçmeler ve eksenel konumlandırmayla kurulması gereken çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar için.

Şaft ve Yatak Uyumları

Çift sıralı eğik bilyalı rulmanın iç halkası, iç halka yük yönüne göre döndüğünde tipik olarak şaft üzerine sıkı geçme ile monte edilir; bu, dönen makinelerde en yaygın konfigürasyondur. Sıkı geçme, halkanın dönen yük altında mil yüzeyinde sürünmemesini sağlar, bu da mil üzerinde aşınmaya neden olur ve ısı üretir. Dış halka tipik olarak muhafazaya hafif bir müdahale veya geçiş bağlantısıyla monte edilir. Parazit büyüklüğü ISO 286 uyum tolerans tablolarında belirtilir ve rulman boyutuna, dönüş hızına ve yük büyüklüğüne göre seçilir; daha büyük rulmanlar ve daha ağır yükler, yük altında kaymayı önlemek için daha sıkı geçmeler gerektirir.

İç Açıklık Seçimi

Çift sıralı eğik bilyalı rulmanlar çeşitli iç boşluk gruplarında mevcuttur: C2 (normalden daha küçük), CN (normal, boşluk eki verilmemişse varsayılan değer), C3 (normalden daha büyük) ve C4 (daha da büyük). Doğru boşluk grubu, şaft ve yatağın uyumuna ve beklenen çalışma sıcaklığına bağlıdır. Şaft üzerindeki sıkı geçme, kurulumdan sonra iç boşluğu azaltır, bu nedenle montajdan önce normal boşluğu ölçen bir rulman, montajdan sonra sıfır boşlukta veya hafif ön yükte çalışabilir. Çalışma sıcaklığı milin mahfazadan daha hızlı genleşmesine neden oluyorsa, çalışma sırasında boşlukta daha fazla azalma meydana gelir. Şaftın mahfazadan çok daha sıcak çalıştığı uygulamalarda, C3 veya C4 başlangıç ​​açıklığı bu termal genleşme farkını telafi eder ve rulmanın aşırı ön yükte çalışmasını önler (kaynak: NTN Bearing Catalog 2203E).

Ön Yüklemeyle İlgili Hususlar

Rulmanın sıfır iç boşlukla veya iki sıra arasında paylaşılan çok az miktarda elastik deformasyonla çalıştığı hafif ön yük, rulman konumunun radyal ve eksenel sertliğini artırır ve dalgalanan yükler altında titreşimi ve gürültüyü azaltır. Takım tezgahı iş mili yatakları genellikle konumlandırma doğruluğunu artırmak için önceden yüklenir. Aşırı ön yük, ısı üretir ve yorulma stresini artırarak servis ömrünü kısaltır; bu nedenle ön yük, montaj sırasında eksenel ön yük kuvveti veya başlangıç ​​torku ölçümleri kullanılarak dikkatlice belirlenmeli ve doğrulanmalıdır.

Arıza Modları ve Durum İzleme

Çift sıralı eğik bilyalı rulmanların arıza modlarını anlamak, bakım mühendislerinin bozulmayı erken tespit etmelerine ve yıkıcı arızanın şaft, yatak veya makinede ikincil hasara neden olmasından önce rulman değişimini planlamalarına olanak tanır.

Yorulma Spalling

Yuvarlanma teması yorulması, yuvarlanma yolu veya bilye malzemesinde yüzeye yayılan ve sonunda malzemenin kırılmasına neden olarak bir parçalanma veya çukur oluşturan yüzey altı çatlaklara neden olur. Spalling, rulman arızası frekans analizi kullanılarak ivmeölçer tabanlı titreşim izlemeyle tespit edilebilecek, ayırt edici bir yüksek frekanslı titreşim imzası oluşturur. Dış bilezik, iç bilezik ve bilyaların karakteristik kusur frekansları rulman geometrisine ve dönme hızına bağlıdır ve bu frekanslar, ISO 15243 ve ilgili standartlarda tanımlanan denklemler kullanılarak standart rulman geometrisi parametrelerinden hesaplanabilir.

Kirlenme ve Aşındırıcı Aşınma

Yağlayıcıdaki parçacık kirliliği yuvarlanma temas noktalarında üç gövdeli aşındırıcı aşınmaya neden olur, bu da yuvarlanma yolu yüzeyini kademeli olarak pürüzlendirir, titreşimi ve gürültüyü artırır ve sonunda hasar döngüsünü hızlandıran aşınma parçacıklarının ortaya çıkmasına neden olur. Yalıtılmış ve korumalı çift sıralı rulmanlar, çoğu endüstriyel ortamda açık rulmanlara kıyasla kirlenmeye karşı önemli ölçüde daha iyi koruma sağlar ve bu, çalışma ortamının toz, talaş veya proses sıvısı giriş riski içerdiği yerlerde 2RS ve ZZ varyantlarının açık rulmanlara tercih edilerek belirtilmesinin temel nedenlerinden biridir.

Yağlama Arızası

Yetersiz yağlayıcı, bozulmuş yağlayıcı veya yanlış türdeki yağlayıcı, yuvarlanma arayüzlerinde metal-metal temasına neden olarak hızlı sıcaklık artışına, yapışkan aşınmaya, bilya ve yuvarlanma yolu yüzeylerinin lekelenmesine ve sonuçta tutukluğa neden olur. Sızdırmaz ve korumalı rulmanlar için, yağlama arızası genellikle rulmanın tasarım hizmet ömrünün sonuna doğru veya fabrikada doldurulmuş gresin termal ve mekanik bozulma nedeniyle bozulması durumunda meydana gelir. Rulman yatağının sıcaklığının izlenmesi veya periyodik titreşim imza analizi yoluyla erken tespit, değiştirme işleminin arızadan sonra değil, arızadan önce planlanmasına olanak tanır.