Ana sayfa / Haberler / Sektör Haberleri / Farklı Rulman Tipleri: Bilyalı Rulmanlar Kılavuzu ve Nasıl Seçilir
Bilyalı rulmanlar, makine mühendisliğinde en yaygın kullanılan rulman ailesidir ve bu kategori, her biri belirli bir yük yönü, hız aralığı, ortam veya montaj geometrisi için tasarlanmış çeşitli farklı türleri içerir. Pratik olarak en önemli beş tür şunlardır: sabit bilyalı rulmanlar (evrensel iş gücü), paslanmaz çelik sabit bilyalı rulmanlar (aşındırıcı veya hijyenik ortamlar için), eğik bilyalı rulmanlar (yüksek hızda birleşik eksenel ve radyal yükler için), flanşlı bilyalı rulmanlar (muhafazasız basitleştirilmiş eksenel konum için) ve bisiklet kulaklığı bilyalı rulmanlar (direksiyon geometrisi ve darbe yükleri için tasarlanmış hassas zemin yatakları). Yanlış türün seçilmesi para israfına neden olur, servis ömrünü kısaltır ve erken mekanik arızaya neden olabilir. Bu kılavuz, doğru seçim yapmak için gereken teknik derinliği sağlar.
Tüm bilyalı rulmanlar aynı temel prensiple çalışır: sertleştirilmiş çelik bilyalar, iki eşmerkezli halka (iç halka ve dış halka, toplu olarak yataklar olarak adlandırılır) arasında yuvarlanır ve dönme sürtünmesini kayan temastan neredeyse saf yuvarlanma temasına kadar azaltmak için hareketli yüzeyleri ayırır. Bir kafes (tutucu), bitişik bilyalar arasındaki teması önlemek için bilyaları yuvarlanma yolu etrafında eşit şekilde yerleştirir, aksi takdirde hızlı aşınma ve ısı oluşumuna neden olur.
Rulman türlerini farklılaştıran temel performans parametreleri şunlardır:
Sabit bilyalı rulmanlar (DGBB'ler) yaklaşık olarak Dünya çapındaki bilyalı rulman üretiminin %80'i ve hiçbir özel yük yönü, hız veya çevresel gereklilik aksini gerektirmediğinde varsayılan seçimdir. İsimleri tanımlayıcı özelliklerini açıklamaktadır: yuvarlanma yolu olukları diğer bilyalı rulman türlerine göre daha derin işlenmiştir - tipik olarak bir oluk yarıçapı ile Bilya çapının %51,5–53'ü - yeniden tasarlanmadan sadece radyal yükleri değil aynı zamanda her iki yönde orta dereceli eksenel (itme) yükleri de taşımalarına olanak tanır.
Saf radyal yük altında standart bir DGBB'nin temas açısı nominal olarak 0° ama yükselir 15°'ye kadar Rulmanın çift yönlü itme kuvvetini karşılamasını sağlayan birleşik radyal ve eksenel yükleme altında. Derin oluk geometrisi, bilye ile yuvarlanma yolu arasında sığ bir oluğa göre daha büyük bir temas elipsi oluşturarak yükü daha büyük bir yüzey alanına dağıtır ve yorulma ömrünü uzatır. Standart DGBB'ler açık (korumasız), tek ekranlı (Z), çift ekranlı (ZZ), tek contalı (RS) ve çift contalı (2RS) çeşitleriyle üretilmektedir.
Yaygın olarak kullanılan bir 6205-2RS rulman (25 mm delik, 52 mm dış çap, 15 mm genişlik), büyük üreticilerin (SKF, NSK, FAG) tipik nominal değerleri şunlardır:
DGBB'lerin temel sınırlaması, Ağır sürekli eksenel yüklemeye sahip uygulamalarda tek yatak olarak uygun değildir — açısal temaslı rulmanlar bunu önemli ölçüde daha iyi halleder. Eksenel bileşenin radyal yükün yaklaşık %50'sini aştığı birleşik yükler için bunun yerine açısal temaslı rulmanlar belirtilmelidir.
Standart sabit bilyalı rulmanlar tamamen sertleştirilmiş malzemeden üretilmiştir AISI 52100 krom çeliği (ISO 683-17 sınıfı), mükemmel sertlik (HRC 60-66), yorulma mukavemeti ve boyutsal stabilite sunar; ancak ıslak, asidik, tuzlu veya kimyasal açıdan agresif ortamlarda kolayca paslanır. Paslanmaz çelik sabit bilyalı rulmanlar, halkalar, bilyalar ve yüksek kaliteli versiyonlarda kafes için korozyona dayanıklı çelik kaliteleri kullanarak bu sınırlamayı ortadan kaldırır.
Bilyalı rulmanlarda kullanılan iki baskın paslanmaz çelik kalitesi şunlardır:
52100'e kıyasla 440C'nin azaltılmış sertliği, paslanmaz çelik rulmanların eşdeğer yükler altında daha kısa yorulma ömrü . Korozyon riskinin bulunmadığı kuru, korumalı ortamlarda, paslanmaz çeliğin belirtilmesi maliyeti artırır (tipik olarak Eşdeğer krom çelik rulmanların fiyatının 2–4 katı ) performans avantajı olmadan. Korunaklı ortamlardaki elektrik motorları, dişli kutuları ve genel makineler için standart krom çelik DGBB'ler doğru teknik özellik olmaya devam ediyor.
Eğik bilyalı rulmanlar (ACBB'ler), kasıtlı, tasarlanmış bir temas açısıyla (bilya yuvası temas noktalarından geçen hareket çizgisi ile yatak eksenine dik radyal düzlem arasındaki açı) farklılık gösterir. Standart temas açıları 15°, 25° ve 40° 15° en yaygın olanı takım tezgahı millerinde ve 40° ise vidalı tahrikler ve pompalar gibi itme kuvvetinin hakim olduğu uygulamalarda en yaygın olanıdır.
Temas açısı ne kadar büyük olursa, rulmanın radyal yüke göre taşıyabileceği eksenel yükün oranı da o kadar büyük olur. bir 15° temas açısı Rulman, radyal yük kapasitesinin yaklaşık 1,5 katına kadar eksenel yüklere dayanabilir; bir 40° temas açısı Rulman, radyal kapasitesinin yaklaşık 3 katına kadar eksenel yükleri karşılayabilir. Aynı zamanda, daha büyük bir temas açısı izin verilen maksimum hızı azaltır (bilyalar devir başına daha uzun bir yay çizer). Açısal temaslı rulman seçiminde temel denge budur: eksenel kapasiteye karşı hız kapasitesi.
Tek sıralı açısal temaslı rulman yalnızca itme kuvvetini taşıyabilir tek yön - Temas açısı geometrisi tarafından belirlenen yön. Çift yönlü eksenel yük kapasitesi gerektiren uygulamalarda (makine uygulamalarının büyük çoğunluğu) rulmanlar çift olarak kullanılmalıdır:
Flanşlı bilyalı rulmanlar, dış bileziğe işlenmiş entegre bir flanşa sahip standart sabit bilyalı rulmanlardır. Bu flanş - tipik olarak 1–3 mm radyal yükseklikte ve dış bileziğin bir yüzünden çıkıntı yapan — ayrı bir muhafaza basamağı, tespit segmanı oluğu veya tutma plakası gerektirmeden pozitif bir eksenel konum omuzu sağlar. Rulman basitçe bir geçiş deliğine bastırılır veya kaydırılır ve flanş mahfaza yüzeyine dayanarak yatağın eksenel konumunu sabitler.
Flanşlı rulmanlar önekle tanımlanır "F" çoğu üretici kataloğunda (örn. F6200, F6201, F608). Yatağın deliği, dış çapı ve genişliği standart DGBB boyutlarına uygundur; flanş dış çapı (D_flange) ve kalınlık ayrı olarak belirtilen ek parametrelerdir. Örneğin, bir F6001-2RS Rulmanın 12 mm'lik bir deliği, 28 mm'lik gövde dış çapı ve yaklaşık olarak flanş dış çapı vardır. 31,5 mm 1,5 mm flanş kalınlığına sahip.
Flanşlı rulmanların yük değerleri eşdeğer flanşsız DGBB'lerle aynı aynı delik ve dış çap — flanş tamamen bir konum özelliğidir ve iç geometriyi veya yuvarlanma elemanı özelliklerini değiştirmez. Ancak flanş az miktarda kütle ekler ve gereken minimum muhafaza deliği derinliğini artırır.
Bisiklet kulaklık rulmanları, tüketici ürünlerinde mekanik açıdan en zorlu küçük rulman uygulamaları arasındadır. Aynı anda ele almaları gerekiyor Sürücü ağırlığından, frenleme kuvvetlerinden ve virajlardan kaynaklanan birleşik radyal ve eksenel yükler yol veya patika darbelerinden kaynaklanan şok yüklerine dayanırken, kirli ortamlarda (çamur, su, kum) çalışırken ve on binlerce direksiyon döngüsünde direksiyon hissini korumak için yumuşak, düşük sürtünmeli dönüşü korurken, çatal direksiyon borusu aracılığıyla iletilir.
Bisiklet kulaklığı rulmanları, kafa borusu iç çapı ve yönlendirme borusu çapına göre standartlaştırılmıştır. Baskın modern standart EC44 (harici kap, 44 mm ara boru dış çapı) yol bisikletleri için ve EC49 veya EC56 daha büyük dağ bisikleti kafa boruları için. Entegre kulaklıklar (IS41, IS52), ayrı bir kap olmadan, rulmanı doğrudan işlenmiş kafa borusu deliğine bastırır. Modern entegre kulaklıklarda kullanılan en yaygın yatak boyutları şunlardır:
Standart DGBB'lerden farklı olarak, çoğu kaliteli bisiklet kulaklık seti rulmanı tasarım olarak açısal temaslıdır ve temas açıları 36° veya 45° . Bu çok önemlidir: Kulaklık yatağı üzerindeki birincil yük ekseneldir; sürücünün ve bisikletin ağırlığı, kafa borusundan çatal tepesine doğru baskı yapar. 45° temas açılı rulman, bu eksenel baskın yükü, eşdeğer boyuttaki standart 0° DGBB'den çok daha etkili bir şekilde yönetir; önemli ölçüde daha yüksek eksenel yük kapasitesi ve yanlış tanımlanmış başlık rulmanlarını rahatsız eden sahte brinellenmeye (aşınma hasarı) karşı daha iyi direnç gösterir.
Geleneksel dişli ve dişli olmayan kulaklıklar kullanıldı gevşek toplar (tipik olarak 3/16" veya 5/32" çapında) işlenmiş veya preslenmiş kaplar ve koniler içinde çalışır. Ayarlanabilir ve yeniden oluşturulabilir olmasına rağmen, gevşek bilyeli başlıklar periyodik temizlik ve yeniden yağlama gerektirir ve ayarlama prosedürü (çentik veya boşluk olmadan doğru ön yükün elde edilmesi) mekanik beceri gerektirir. Çağdaş kartuşlu kulaklıklar Kaplara veya doğrudan alın borusuna bastırılarak takılan sızdırmaz, hassas taşlanmış bilyalı rulman üniteleri kullanın. Kartuş yatakları şunları sunar:
Kuru koşullarda yol ve arazi uygulamaları için ABEC-3 veya ABEC-5 hassas dereceli standart krom çelik (52100) kartuşlu rulmanlar yeterli ve ekonomiktir. için enduro, yokuş aşağı veya yağışlı hava uygulamaları Agresif çift dudaklı contalara sahip paslanmaz çelik (440C) kartuş rulmanlar özellikle tercih edilir; dere geçişlerine ve çamurlu koşullara maruz kalan dağ bisikleti kulaklıklarındaki krom çelik rulmanlar genellikle tek bir sezon içinde yüzey korozyonu ve çukurlaşma gösterir. Seramik hibrit rulmanlar (Si₃N₄ seramik bilyeli 440C halkalar) üst düzey yol yarışı kulaklıklarında kullanılır. %30–50 daha düşük yuvarlanma direnci ve galvanik korozyona karşı bağışıklık, ancak fiyatlara göre Rulman ünitesi başına 50-150 ABD doları kaliteli çelik kartuşlu rulmanlar için 5-25 ABD doları.
Aşağıdaki tablo, tartışılan beş rulman tipinin tamamındaki kritik farklılaştırıcı unsurları özetlemekte ve seçim kararları için doğrudan karşılaştırma yapılmasına olanak sağlamaktadır.
| Rulman Tipi | Temas Açısı | Radyal Yük | Eksenel Yük | Hız Yeteneği | Özel Özellik | Tipik Maliyet Endeksi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Sabit Bilyalı Rulman | 0–15° | Yüksek | Orta (çift yönlü) | Çok Yüksek | Evrensel çok yönlülük | 1× (taban çizgisi) |
| Paslanmaz Çelik | 0–15° | Orta-Yüksek | Orta (çift yönlü) | Yüksek | Korozyon direnci | 2–4× |
| Eğik Bilyalı Rulman | 15°, 25° veya 40° | Yüksek | Yüksek (one direction per bearing) | Çok Yüksek | Hassas, birleşik yükler | 3–10× |
| Flanşlı Bilyalı Rulman | 0–15° | Yüksek | Orta (çift yönlü) | Çok Yüksek | Entegre eksenel konum flanşı | 1,2–1,8× |
| Bisiklet Kulaklık Bilyalı Rulman | 36° veya 45° | Orta | Çok Yüksek (axial-dominant) | Düşük (salınımlı) | Darbe dayanımı, sızdırmazlık | 2–6× |
Doğru rulman tipini seçmek, uygulamayla ilgili yapılandırılmış bir dizi soruyu yanıtlamayı gerektirir. Aşağıdaki çerçeve mühendislik seçimi kararlarının çoğunu kapsar:
Yağlamanın yetersiz olması durumunda, en hassas şekilde seçilmiş rulman bile zamanından önce arızalanacaktır. Her rulman tipinin özel yağlama gereksinimleri vardır:
Daha Fazlasını Görüntüle
Daha Fazlasını Görüntüle
Daha Fazlasını Görüntüle
Daha Fazlasını Görüntüle
Daha Fazlasını Görüntüle
Daha Fazlasını Görüntüle