Rulman seçimi ve L10 ömür hesabı: yükten yataklama kararına

Bir rulman seçimi, mil çapına uyan ilk katalog numarasını bulmaktan daha geniş bir iştir. Aynı ölçülerde iki rulman farklı yük yönlerine, hızlara veya montaj koşullarına uygun olabilir. Tasarımcı önce yataklamanın görevini tarif etmelidir: Milin konumunu hangi yatak belirliyor, termal uzama nerede karşılanıyor, yük yolu hangi gövdeye kapanıyor? Ömür hesabı bu kararların yerine geçmez; seçilen düzenin bir bölümünü değerlendirmek için kullanılır.

Bu rehberdeki sayılar hesap yöntemini göstermek için oluşturulmuş varsayımsal değerlerdir. Bir katalog ürünü, saha deneyi veya Ayhan Özdoğan'ın gerçekleştirdiği bir proje sonucu olarak okunmamalıdır.

Seçim dosyasını altı girdiyle başlatın

İlk sayfaya radyal ve eksenel yükleri, dönme hızını, çalışma süresini, sıcaklık aralığını, çevre koşullarını ve izin verilen montaj zarfını yazın. Yüklerin sabit mi değişken mi olduğunu ayrıca belirtin. Bir motorun nominal gücü, tek başına rulmandaki yükü vermez; kayış kuvveti, dişli reaksiyonu veya dışarıdan gelen momentler ayrıca değerlendirilir.

İki yataklı bir milde yükü otomatik olarak ikiye bölmeyin. Yükün uygulandığı konum ve yataklar arasındaki mesafe reaksiyonları değiştirir. Önce serbest cisim diyagramıyla her yatağın yükünü bulun. Hesap girdilerine nereden ulaşıldığını yazmak, ileride revizyon yapıldığında aynı çalışmanın yeniden kurulmasını kolaylaştırır.

L10 ömrü neyi ifade eder?

L10, aynı koşullarda çalışan yeterince büyük bir benzer rulman grubunun yüzde 90'ının ulaşması veya aşması beklenen temel yorulma ömrüdür. Tek bir rulmanın kesin arızalanma zamanı değildir. Temel bağıntı, milyon devir cinsinden L10 = (C/P)^p şeklindedir. C temel dinamik yük sayısı, P eşdeğer dinamik yüktür; bilyalı rulmanlarda p = 3, makaralı rulmanlarda p = 10/3 alınır. Sabit hızda saat karşılığı L10h = 1.000.000 × L10 / (60 × n) ile hesaplanır. Bu tanımlar [SKF'nin rulman kataloğunda](https://www.skf.com/binaries/pub12/Images/0901d196802809de-Rolling-bearings---17000_1-EN_tcm_12-121486.pdf) açıklanır.

Formülde C ve P aynı kuvvet biriminde kullanılmalıdır. Kilonewton ve newtonu karıştırmak, sayı görünüşte düzgün olsa bile sonucu anlamsız hale getirir. Katalogdaki C değeri, izin verilen her koşuldaki sürekli çalışma yükü olarak yorumlanmamalıdır.

Bir hesap ve iki duyarlılık kontrolü

Varsayımsal bilyalı rulman için C = 25 kN, P = 5 kN ve n = 1.000 dev/dak kabul edelim. L10 = 5³ = 125 milyon devir; L10h yaklaşık 2.083 saattir. Aynı P ile hız 2.000 dev/dak olursa devir cinsinden sonuç değişmez, saat karşılığı yaklaşık 1.042 saate iner. Burada sıcaklık veya yağlama koşulunun aynı kaldığı kabul edilmiştir.

Yük yüzde 20 artıp 6 kN olduğunda L10 yaklaşık 72,34 milyon devire, aynı hızdaki saat karşılığı yaklaşık 1.206 saate düşer. Bu karşılaştırma, yük tahminini kontrol etmenin neden önemli olduğunu gösterir. Sonucu belirli bir vardiya sayısına çevirmek için makinenin gerçekten ne kadar süre döndüğünü ve çalışma takvimini ayrıca tanımlamak gerekir.

Eşdeğer yük, toplam kuvvet değildir

Birleşik yük altında P, radyal ve eksenel kuvvetlerin gelişigüzel toplamı değildir. Rulman tipine ve yük oranına bağlı katalog katsayıları kullanılır. Değişken görevlerde ise yüksek yükte geçirilen süre ile devir sayısı birlikte değerlendirilir. [Timken'in Türkçe ömür hesabı dokümanı](https://www.timken.com/wp-content/uploads/2020/10/E10668-TR.pdf), farklı çalışma durumlarının ağırlıklandırılmasını ve gerçek ortam koşullarının hesaba etkisini anlatır.

Bir tablo hazırlarken her satıra görev adı, yük, hız ve süre yazın. Hız değişiyorsa yalnızca zaman yüzdelerine bakmak yetersiz kalabilir. Bekleme, kalkış, üretim ve acil duruş gibi durumları tek bir ortalama yükün içine gizlemeyin. Kullanılan birleştirme yöntemini seçilen rulman üreticisinin tanımıyla eşleştirin.

Dinamik ömürden sonra statik ve hız kontrolleri

Uzun hesap ömrü, duruş sırasındaki darbe yükünü otomatik olarak kabul edilebilir yapmaz. Statik yük sayısı, eşdeğer statik yük ve uygulamaya uygun statik değerlendirme ayrı bir kontroldür. Hız sınırları, yağlama biçimi ve kafes düzeni de katalog seçiminin parçalarıdır. Bir ömür hesabı ekranında bütün bu koşullar görünmeyebilir.

Bu nedenle adayları yalnızca L10h sütununa göre sıralamak yerine bir seçim tablosu oluşturun: boyut, dinamik sonuç, statik değerlendirme, hız, yağlama ve montaj koşulu. Her satırdaki açık konuyu işaretleyin. [Timken'in mühendislik el kitabı](https://www.timken.com/resources/timken-engineering-manual/), yük hesabından sonra geçme, ayar, yağlayıcı ve uygulama koşullarının birlikte değerlendirilmesini ele alır.

Geçme, boşluk ve termal uzama

İç bileziğin mile, dış bileziğin gövdeye nasıl yerleşeceği rastgele bir teknik resim tercihi değildir. Yükün hangi bileziğe göre döndüğü, gövde malzemesi ve sıcaklık farkı önemlidir. Sıkı geçme montajı etkiler; yatak iç boşluğunun çalışma durumunda nasıl değişeceği de incelenmelidir. Her mil için tek bir evrensel geçme önerisi vermek bu ilişkileri gözden kaçırır.

Yerleştiren ve uzamaya izin veren yatak mantığını montaj kesitinde görünür kılın. Rulmanı sökmek için gereken takım yolu, omuz geometrisi ve bakım erişimi de modelde kontrol edilmelidir. Başlangıçtaki seçim, sonradan eklenen bir kapak veya conta yüzünden uygulanamaz hale gelmemelidir.

Hesap sonucunu kullanılabilir bir seçime dönüştürün

Hesap dosyasını bir katalog numarasıyla bitirmek yerine hangi şartlarda geçerli olduğunu yazın. Yağlayıcı, bakım aralığının dayanağı, kirlenme varsayımı ve yük verisinin kaynağı açık kalsın. [Timken'in resmi ömür hesaplama aracı](https://engineering.timken.com/engineering-tool/bearing-fatigue-life/), sonuçların girilen bilginin doğruluğuna bağlı olduğunu ve gerçek ürün performansının ayrıca doğrulanması gerektiğini belirtir.

Teslim edilebilir çıktı; yük diyagramı, görev tablosu, seçilen üretici verileri ve montaj kesitinden oluşabilir. Tedarikçi görüşmesinde genel bir “bu rulman yeter mi?” sorusu yerine açık kalan koşulları paylaşın. Böylece cevap, tasarımın gerçekten taşıması gereken yük ve çalışma ortamıyla ilişkilendirilir. Son onaydan önce katalog revizyonunu ve satın alınacak parçanın tam tanımını hesap dosyasındaki bilgilerle eşleştirin. [Flanşlı yatak konseptini](/projeler/flansli-yatak-konsepti) incelerken de gövde geometrisiyle rulman seçim hesabının farklı çıktılar olduğunu akılda tutun.