Rulmanlar(27 Eylül 2015)

Yukarıdaki sürtünmeden kastedilen bilya veya tekerleğin yuvarlanmak yerine yüzeyde kaydıkları durumda ortaya çıkan sürtünmedir. Normalde tekerleğin yuvarlanabilmesi için yere tutunmasını sağlayacak sürtünme şarttır ve eğer bu sürtünme olmazsa tekerlek yuvarlanmaz fakat olduğu yerde döner (patinaj yapar). Nitekim patinajı önlemek için rulmanlarda  minimum bir yük olması gerekir. Bu yük özellikle yüksek devirlerde, yüksek ivmelenmelerde veya yükün etki yönündeki ani değişme durumlarında daha fazla önem kazanır.
Minimum yüklerin ne kadar olması gerektiği rulman tipine göre kataloglarda belirtilmiştir..

• Radyal yük büyüklüğü
• Eksenel yük büyüklüğü
• Devir sayısı
• Çalışma süre ve sürekliliği
• Beklenen ömür
• Şaft-yatak yerleşim dizaynı (Bearing arrangements)
• Rulmanın yerleştirilebileceği hacım büyüklüğü
• Yağlama metodu
• Sızdırmazlık elemanlarının dizaynı
• Çalışma sıcaklığı
• Kabul edilebilir ses düzeyi
• Kabul edilebilir vibrasyon miktarı
• Kabul edilebilir boşluklu çalışma ölçüsü
• Kabul edilebilir eksenel oynama miktarı

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  (Bkz. şekil 3)

sinβ ve cos β değerleri rulmanın tipine ve büyüklüğüne göre değişir ve bunlar rulman katalogunda 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 dikate 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)

ŞEKİL 3

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

EŞ DEĞER STATİK YÜK (P0)

Ömür hesabında kullanılan “dinamik yük sayısı (C ) “ katalogda ilgili rulmanın tablosundan alınır. Tablolarda C nin yanında birde “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 sebeb olduğu kalıcı deformasyon etkin olur. Bu deformasyon rulmanlarda  gürültü, titreşim ve sürtünmenin artmasına sebeb olur.Rulmanın düşük performans sınırına gelmeden çalışmasını temin için hesaplamalarda statik eş değer yük P0 (N)aşağıdaki formülden hesaplanarak kullanılır. 

C0 = s0*P0     ,    s0= C0 / P0

C0 : statik yük sayısı ilgili rulman katalogundan alınır

s0 : statik emniyet faktörü(Bkz. şekil 4)

X0 , Y0 Rulman katalogunun ilgili sayfalarında verilir. Statik yük sayısı C0, Eş değer statik yük P0  oranının ne kadar olması gerektiği s0 statik emniyet faktörü tablosunda (Bkz şekil 4.) 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.

ŞEKİL 4

• Rulmanın tipi ve büyüklüğü
• Rulmanın dizaynı
• Rulman yükleri
• Yağlama ve soğutma durumu
• Kafes dizaynı
• Rulman boşlukları

Rulmanlarda bir hız limiti vardır. Bu limiti kullanılan yağ ve rulmanın malzemesinin dayanabileceği sıcaklık belirler. Sıcaklığı ise rulmandaki sürtünmeler ve rulmanın çevre ile yaptığı ısı alışverişi oluşturur.

Rulman katalog sayfalarında rulman için iki hız verilir. Bunlar;

1. Referans hız (Termal hız)
2. Limit hız

 1.REFERANS HIZ (TERMAL HIZ)

Referans hız rulman katalogunda verilir ve bu değerin kabul edilebilir hızdan fazla olması aranır.
Kabul edilebilir hız (nper) ise aşağıdaki formülden bulunur.

nper=nr*fp*fv
nr : Katalogda ilgili rulman için verilen referans hız
fp   :P/C0  oranı ve ortalama çapa (dm) göre değişen katsayı (Bkz Diyagram 1)
fv   : P/C0 oranı ve kullanılan yağın viskositesine göre değişen katsayı (Bkz Diyagram 1)

DİYAGRAM 1

TABLO 5

ŞEKİL 5 

İşletme şartları: Rulman devri N= 6000 rpm
Radyal yük Fr= 5600N,  Eksenel yük Fa=1000N

Seçilmiş rulman SKF 6210 (Bkz Sekil 5)
Katalogdan d=50 mm, D=90 mm,
C= 37,100N, C0=23,200N, f0 = 14
Referans hız nr= 15,000 rpm
Boşluk: CN normal boşluklu.
Kullanılacak yağ: ISO VG  68

f0 *Fa/C0 = 14*1000/23200 = 0.6
=>  e=0.25, X=0.55, Y=1,7 (Bkz. Tablo5)

Fa/Fr = 1000/5600= 0.178 < e= 0.25
=> P=Fr=5600N (Bkaz ilgili rulman katalogu)

“Diyagram 1” i kullanabilmek için

P/C0= 5600/23200 =0.24

dm= (d+D) /2 = (50+90)/2= 70mm

Bkz diyagram 1 => fp=0.63, fv=0.85

Rulmanın maksimum işletme devir sayısının her zaman için kabul edilebilir hız (nper) dan daha düşük olması gerekir. Rulman devrinin referans hızdan fazla olması rulman boşluğunu azaltarak bilya oyuklarında hasara sebeb olur. Diğer bir husus ise rulman devrinin referans hızdan fazla olması iç bilezik ile dış bilezik sıcaklıkları arasındaki farkın artmasına neden olarak rulmanda termal gerilim yaratır. (Not: Dış bilezik sıcaklığı her zaman için iç bilezik sıcaklığından fazladır çünkü bilya veya makaranın dış bileziğe temas noktasındaki çevresel hızı iç bileziğe temas noktasındaki çevresel hızdan daha fazladır.)

• Rulmandaki yağ sirkülasyonun sürekli kontrol edilerek dolaşan yağ miktarını filitreden geçirilerek sürekli temiz ve uygun miktarda tutmak.                                                           (Önemli not: Rulmanlara uygulanan aşırı miktarda yağ sürtünmeyi arttırarak rulmanın ısınmasına ve böylece rulman ömrünün kısalmasına neden olur. Rulmanlarda yağ gereken kadar olmalıdır. Asla fazla değil)
• Hava veya su soğutma sistemi ile sirkülasyondaki yağı belli bir sıcaklık aralığında tutmak. Yandaki şekilde yatak yağını sirküle ederek hem filitreden geçirilmesi hemde soğutulmasını sağlayan devre görülmektedir (Bkz. Şekil 6)

Normalde referans hız limit hızdan daha düşüktür. Bu durumda yukarıda örneği verilen hesap yöntemi ile hızın uygunluğu kontrol edilir. Ancak bazı rulmanlarda katalogda verilen limit hız referans hızdan düşüktür. Bu durmda yine yukarıda belirtilen yöntem ile kabul edilebilir maksimum hız (nper) hesaplanır ve limit hızla kıyaslanır. Hangisi daha düşük ise  o değer işletmede kullanılabilecek maksimum hız olarak kabul edilir.

RULMAN TİPLERİ

Genel olarak iki tip rulman vardır. Bunlar;

1. Bilyalı rulmanlar
2. Makaralı rulmanlar

1. BİLYALI RULMANLAR
Bilyalı rulmanlarda isminden anlaşılacağı üzere döner elemanlar bilyadır. Bilyalı rulmanlar çok yüksek devirlerde kullanılabilirler, ancak bunların en büyük dezavantajı yüksek değerlerdeki yükleri taşıma kapasitelerinin sınırlı olmasıdır.

 Bilyalı rulman özellikleri ve kullanıllabilecekleri uygulama alanları için ilgili grup adını tıklayınız

1.1  Bilyalı rulmanlar (Deep Groove ball bearings)
1.2  Oynak bilyalı rulmanlar (Self aligning ball bearings)
1.3  Eğik bilyalı rulmanlar (Angular contact ball bearings)
1.4  Eksenel bilyalı rulmanlar (Thrust ball bearings) 

Makaralı rulmanların özellikleri ve kullanılabilecekleri uygulama alanları için ilgili grup adını tıklayınız.

3. RULMANLARDA NUMARALANDIRMA SİSTEMATİĞİ
Rulmanlar dünyada belli başlı firmalar tarafından üretilmekte ve aynı tip rulmanlar standart bir numaralandırma sistemi ile piyasaya sürülmektedir.
Bu sistematik ISO tarafından standart hale getirilmiş ve yayınlanmıştır. Metrik sistemi kullanmayan ülkelerde bile bu standart gösterimlere uyulmaktadır.

• Gösterimin son iki rakamı (en sağda) iç çapın belirtilmesi için kullanılmıştır. (Bkz 3.1 iç çap gösterimi)
• İç çap gösteriminin solundaki rakam (sağdan üçüncü) dış çapı belirtmek için kullanılmıştır.
  Bu hanede aynı iç çap büyüklüğündeki en küçük dış çap 8 ile belirtilir ve dış çap büyüdükçe hanedeki rakam 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4 olarak değişir.
• Dış çap gösteriminin solundaki rakam (sağdan dördüncü) rulman genişliğini belirtmek için kullanılır. Aynı iç çapta en ince rulman genişliği için 0 rakamı kullanılır. Rulman genişliği arttıkça bu rakam 0, 1,  2, 3, 4, 5 olarak belirtilir.
  (eksenel rulmanlar için bu rakamlar inceden kalına 7, 9, 1 olarak değişir.)
• Rulman gösteriminin başındaki (en soldaki) harf veya rakamlar ise rulman tipini belirtir. (Bkz. 3.2 Rulman tip gösterimi)
• Rulman gösteriminde iç çap için ayrılmış olan sağdaki iki rakamın sağına bir boşluk bırakıldıktan sonra o rulmanın sahip olduğu özel şekiller muhtelif rakam veya harfler ile belirtilir. (Bkz 3.3 rulman özel şekil gösterimleri

3.1 RULMAN İÇ ÇAPI GÖSTERİMİ

Rulman iç çapı konusunda çok basit bir kural bulunmaktadır.
19 mm den büyük ve 496 mm den küçük iç çaplar için rulman gösterimindeki son iki rakamın 5 katı rulman iç çapını verir.
Örnek: NU 1088 silindirik rulman iç çapı d= 88*5= 440 mm.

Gösterimdeki son iki rakam en büyük 99 olabileceği için 5X99= 495mm den büyük iç çaplarda ise son rakamlar “/” işaretinden sonra direkt çap olarak yazılır. Örnek: 618/750  iç çapı 750 mm olan tek sıra bilyalı rulman. Bu kurallar tüm rulman tipleri için geçerlidir.

Rulman tipini gösterimdeki başlangıç karakterleri belirler. Buna göre eğer ilk karakterler

6 veya 16  ile başlıyorsa rulman tek sıra bilyalı rulmandır

4 ile başlıyorsa rulman çift sıra bilyalı rulmandır.

1 veya 2  ile başlıyorsa rulman oynak bilyalı rulmandır.

7  ile başlıyorsa rulman eğik bilyalı rulmandır.

3  ile başlıyorsa rulman çift sıra eğik bilyalı rulmandır.

Q  ile başlıyorsa rulman dört nokta temaslı bilyalı rulmandır.

N  veya 319 ile başlıyorsa rulman silindirik makaralı rulmandır.

HK veya N veya RNA ile başlıyorsa rulman iğne makaralı rulmandır.

K  veya T veya 3 ile başlıyorsa rulman konik makaralı rulmandır.

2 ile başlıyorsa rulman oynak makaralı rulmandır.

5  ile başlıyorsa rulman eksenel bilyalı rulmandır.

8  ile başlıyorsa rulman eksenel makaralı rulmandır.

29  ile başlıyorsa rulman eksenel oynak makaralı rulmandır.

        3.3 RULMANLARIN ÖZEL ŞEKİLLERİNİN GÖSTERİMİ

Rulman gösteriminin sonundaki alfabetik harfler şu anlama gelir.

K   : iç çapı konik rulman

Z   : Bir tarafi kapalı rulman

2Z : İki tarafi kapalı rulman

N   : Rulmanın bir tarafında sekman yuvası var

NR  : Rulmanın bir tarafında sekman yuvası ile birlikte sekmanı var

M   : Bilya veya makaralar bronz kafes içnde

L    : Bilya veya makaralar alaşımlı kafes içnde

T    : Bilya veya makaralar Sentetik reçine kafes içinde

       3.4 RULMAN BOŞLUĞU

Normalde rulmanlar boşluklu olarak üretilirler . Eğer bu boşluk bırakılmaz ise çalışma sırasında ısınma neticesinde ortaya çıkan termal genleşmeler ve rulman yuvasına dışarıdan giren partiküller nedeni ile rulman dönemez olur. Bahsedilen nedenlerden ötürü rulman kullanılmaya başlanmadan önceki boşluk, kullanılmaya başladıktan sonraki boşluktan daha fazladır. Rulman boşluğu yükün rulmanda eşit yayılmasını da etkileyen bir faktördür.

• Gürültülü çalışma
• Titreşimli çalışma
• Rulmanın ısınması
• Yorulmadan kaynaklanan ömür (fatigue life)

Rulmanda iki çeşit boşluk olur. Bunlar;

1. Radyal boşluk (İç ve dış bilezikler birbirlerine göre radyal yönde oynayabilirler).
2. Eksenel boşluk (İç ve dış bilezikler birbirlerine göre eksenel yönde oynayabilirler).

Bilyalı rulmanlarda radyal boşluk artınca buna bağlı olarak eksenel yöndeki boşluk da artar

C1 :  Sıkı rulmandan daha sıkı rulman

C2 :  Normal boşluklu rulmandan daha az boşluklu (sıkı) rulman

CN : Normal boşluk ( Rulman spesifikasyonlarında belirtmeye gerek yoktur.)

C3 :  Normal boşluklu rulmandan daha fazla boşluklu (gevşek) rulman

C4 :  C3 boşluklu rulmandan daha fazla boşluklu (çok gevşek) rulman

C5 :  C4 boşluklu rulmandan daha fazla boşluklu ( çok, çok gevşek) rulman

C1, C2 boşluklu rulmanlar gürültü ve titreşimin çok az olması gereken durumlarda kullanılır. Ancak bu durumda rulman çok daha fazla ısınır. Bu nedenle düşük devirli rulmanlar için uygundurlar.

C3,C4,C5 boşlukları yüksek devirli rulmanlarda ortaya çıkacak aşrı ısınmadan ötürü meydana gelecek termal genleşmeleri gidermek için değerlendirilirler. Aynı zamanda ortamın çok sıcak olduğu durumlarda, veya vibrasyonlu çalışma ortamlarında boşluklu rulmanlar kullanılır.
(örnek : sıcak baca gazı ve tozlarını tahliye eden büyük çaplı fanlarda balans bozulması nedeni ile ortaya çıkacak vibrasyonlu ve sıcak çalışma koşullarında C3 veya C4 boşluklu rulman kullanılması gerekir)

4. RULMAN ÖMRÜNÜN BELİRLENMESİ

Dizayn edilen bir sistemde yük büyüklükleri nedeni ile bir şaft çapı ortaya çıkar ve o çapa uygun  olarak bir rulman seçilir. Seçilen rulmanın ömrünü devir sayısı, çalışma şartları, kullanılan yağ, bilya boşlukları, eksenel ve radyal yükler belirler. Rulman ömrü yıl olarak değil toplam kaç milyon devir (L10) yapabileceği ile ölçülür.

Rulman ömrü belirlenmiş rulman tipine göre farklı yöntemlerle hesaplanır. Bu yöntemlerin ne olduğu ilgili rulman katalog sayfalarında belirtilmektedir. Burada bir örnek ile ömür hesabının nasıl yapıldığını anlatmaya çalışalım. Bu örnekte SKF katalogunda verilen değerler referans olarak alınmıştır.

Sitemden gelen yükler nedeni ile ortaya çıkmış şaft çapı d=40 mm olsun

Radyal yük  Fr= 7000 N
Eksenel Yük Fa = 2470 N
Devir sayısı: 3000 rpm
Kullanılacak yağ: ISO VG 46

Sistemde radyal yükle beraber onun yaklaşık 30% si oranında eksenel yük olduğu için oynak makaralı SKF 22208E kod numaralı rulman seçilmiş olsun. İlgili katalog sayfasından;

SKF 22208E
d= 40 mm,
D=80 mm
B= 23 mm.
Dinamik yük sayısı (C)= 89,700 N
Statik yük sayısı (C0) = 98,000 N
Yorulma yük limiti Pu=10,600N
e= 0.28
Y1= 2.4
Y2= 3.6
Önce verilen eksenel yükü bu rulman kaldırabilirmi? kontrol edelim.

ŞEKİL 5

Burada P: Eşdeğer dinamik yatak yükü olup ömür hesabının ana parametresidir.
P=0.67* 7000+ 3.6*2470
P=13,582 N
L10= (C/P)3,33
L10= (89,700/13,582)3,33
L10=540 milyon devir
Burada L10 milyon devir cinsinden rulmanın kaç devir yapabileceğini gösteren parametredir.

ŞEKİL 6

Rulman ömrünü saat cinsinden belirten parametre L10h olarak gösterilir.
L10h= (1,000,000* L10 )/ (60* N)
Seçtiğimiz rulmanın  3000 rpm de hiç durmadan döneceğini kabul edersek
L10h= (1,000,000* 540)/ (60* 3000) = 3.000 saat rulman dönebilme süresi.
Bu değer bu günkü rulmanlar için oldukça kısa bir ömre eş değerdir (3,000 saat=yaklaşık 4 ay).

Halbuki bir SKF rulman bu ömrün yaklaşık 15-20 katını sağlamaktadır. Bu nedenle SKF ürettiği rulmanlar için yeni bir ömür teorisi denklemi geliştirdi. Buna göre rulmanın bilya boşluğu, yağlanma durumu, güvenirlik (a1) kriterleri ile birlikte yukardaki formüle SKF rulmanları için kullanılacak bir katsayıyı (aSKF) çarpan olarak hesaba katmak gerekmektedir. Buna göre
SKF rulmanları için yeni ömür hesabı (Lnna ) = a1* aSKF* L10

Güvenirlik katsayısını katalogdan 90% güvenirlik için alırsak (Bkz. Şekil 5)

a1=1 kabul edebiliriz ( Güvenilirlik arttıkça katsayı azalmaktadır.)

ŞEKİL 7

Bu diyagramı kullanabilmek için yatay eksendeki ɳc*( Pu/P) değerini ve Keğrilerinden hangisini kullanacağımıza karar vermemiz gerekmektedir.

ɳc kullanılan yağın temizlik katsayısı olup çok temiz yağlar için ɳc=1 alınır. (Bkz. Şekil 6)
(ɳc * Pu/P) = 1* 10,600/13,582 = 0.78
 

K= ν / ν1

ν: seçilen yağın viskositesi olup ISO VG 46 için bu değer tablodan 46 mm2/ s olarak bulunur.

ν1 : Rulmanın devir ve ortalama çap diyagramından bulunur. (Bkz. Şekil 7)

dm=(d+D)/2
dm = (40+80)/2= 60mm.

dm= 60 mm ve  3000 rpm de  ν1= 12 olarak tespit edilir

K= 46 / 12 = 3.8 ve (ɳc * Pu/P)=0.78 değerleri ile diyagramdan(Bkz. Şekil 8)

aSKF =20  olarak bulunur.

(Lnna ) = a1* aSKF* L10 = 1*20*540 = 10,800 Milyon devir olarak bulunur.

Bu değeri 3000 rpm için saate çevirirsek
Lnnah= (1,000,000* L10 )/ (60* N)
Lnnah= (1,000,000* 10,800 )/ (60* 3,000)= 60,000 saat= yaklaşık 7 yıl bu rulmanın belirtilen şartlarda hiç durmadan çalışabileceğini tespit etmiş oluruz.

ŞEKİL 8

http://webtools.skf.com/BearingSelect/frames_main.jsp?action=first&lang=en&unit=null&parentWindow=main

5. ŞAFT YATAK DİZAYNI (BEARING ARRANGEMENTS)

Uygun rulman seçimi tasarımın tek başına başarılı sonuç vermesine yetmez. Seçilen rulmanların şaft üzerindeki dizilimi şaft ve rulman ömrü, tasarımın güvenirliği, montaj, demontaj ve bakım kolaylığı açısından son derecede önemlidir.

 Bu rulmanlar diğer bilyalı rulmanlara göre daha fazla eksenel yük taşıyabilecek şekilde iç ve dış bileziklerindeki bilya oyukları birbirlerine göre eksenel yönde simetrik olacak şekilde dizayn edilmişlerdir. Eksenel yük taşıma kapasiteleri bu oyukların bilyalarla temas açıları ile doğru orantılı olarak artmaktadır.

Bu rulmanların diğer avantajı ise yüksek çalışma hassasiyetleri olmasıdır.

• Moment taşıyamazlar
• Eksen açılanmalarına uygun değildirler
• Eksenel kaymaları kompanse edemezler

Eğik Bilyalı Rulmanlar dört çeşittir. Bunlar

1. Tek sıra eğik bilyalı rulmanlar
2. Çift sıra eğik bilyalı rulmanlar
3. Dört nokta temaslı eğik bilyalı rulmanlar
4. Çift sıra kam takipçi eğik bilyalı rulmanlar

1.3.1 TEK SIRA EĞİK BİLYALI RULMANLAR

Bunlarda temas açısı 40 derecedir. Bu rulmanların gösterimlerinin başında her zaman 7 vardır. Örnek: 7214 BECBP

Bu rulmanlar genellikle ikinci bir tek sıra eğik bilyalı ruman ile “Back to back” yani sırt sırta, veya “face to face” yani karşı karşıya, veya “Tandem”  yani aynı yönde sıralı biçiminde yerleştirilirler.

“Tandem” sıralı rulmanlar eksenel yükün tek yönde olduğu ve tek sıra rulmanın bu yükü karşılayamadığı durumlarda kullanılır (Bkz. Şekil 1)

“Back to back”  sıralı rulmanlar ise eksenel yükün çift yönde olduğu durumlarda kullanılır.
Bu yapıda eksenel yükü aynı anda sadece rulmanlardan birisi alır. Bu yerleşimin avantajı rulmanlar daha az boşluklu (stiff) bir yapıyı mümkün kılar (Bkz. Şekil 2).

Face to Face”  sıralı rulmanlar da eksenel yükün çift yönde olduğu durumlarda kullanılır.
Bu yerleşimin dezavantajı rulmanlar “Back to back”  sıralı rulmanlar kadar az boşluklu değildir ve eğme momentlerine karşı dayanıksızlardır. (Bkz. Şekil 3). 

Eğik bilyalı iki adet rulmanın Back to back sıralı rulmanlar gibi ancak iç ve dış bilezikleri ortak  olacak şekilde üretilmiş olanlarıdır. Bu rulmanın genişliği iki eğik rulmanın toplam genişliğinden azdır.(Bkz. Şekil 4)

Bu rulmanların gösterimlerinin başında her zaman 3 bulunur. Örnek: 3211 A

Avantajları

• Her iki yönden gelen eksenel yükleri taşıyabilirler.
• Boşlukları daha azdır.
• Moment taşıyabilirler.

ŞEKİL 4

1. Normal dizayn (32A, 33A serisi) : Bunlarda temas açısı 30º dir ve  İç ve dış bilezikler ortaktır, iç bilezikte slot (bilya doldurma yuvası) yoktur. Bunlar diğer tiplerden daha sessiz çalışır.(Bkz. ŞEKİL.5)
2. Sızdırmaz elemanlı tipler (52A, 53B seri): Normal dizaynlı olanlar ile gres doldurulmuş şekilde ve iki tarafı sızdırmazlık elemanları kapatılmış durumdadır. Bu rulmanlar ömürü boyunca yağlanmadan çalışabilirler  (Bkz ŞEKİL.6)
3. İç bilezikleri iki parçalı eğik bilyalı rulmanlar: Bunların temas açısı 40º ve 45º dir. Bunların hem bilyaları daha büyüktür hemde bilya sayıları daha fazladır. Bu nedenle bu tip olanlar diğerlerine göre daha büyük eksenel ve radyal yük taşıma kapasitesine sahiptirler. 45º temas açılı olanlar (33D serisi) her iki yöndede daha büyük eksenel yük taşıyabilirler ve bunların her iki iç bileziği ayrılabilir tiptedir (Bkz. Şekil 7).
   40º temas açılı (33DNRCBM serisi) olanların ise dış bileziğinde sekman bulunur. Bu seri daha çok santrifuj pompalarda kullanılır. Bunların iç bilezikleri ayrılamaz (Bkz Şekil 8)

              ŞEKİL 8

Dört nokta temaslı eğik bilyalı rulmanlar tek sıra eğik bilyalı rulmanların iç bileziği iki parçalı olanlarıdır. Bu nedenle daha fazla sayıda bilyaları vardır. Böylece bu rulmanlar eğik bilyalı rulmanlardan daha fazla radyal ve eksenel yükü her iki yönde de taşıyabilirler. İç bilezikler ayrılabilir yapıdadıR (Bkz. Şekil 9)

Bu rulmanların temas açıları 35º dir. Genişlikleri iki adet tek sıra eğik bilyalı rulmanın toplam genişliğinden daha azdır. Bu rulman gösterimleri  Q ile başlar. Örnek: QJ 211-NMA

1.3.4 ÇİFT SIRA KAM YUVA TAKİPÇİSİ BİLYALI RULMANLAR

Tek sıra kam yuva takipçisi bilyalı rulmanlar gibi bunlarda Kam yuvaları için dizayn edilmişlerdir. Çift sıra eğik bilyalı rulmanlardan farkı dış çaplarında bulunan enine radyüstür. Bunların temas açısı 25º dir ve her iki tarafları kapalıdır.
Bu rulmanlar 3058 ile başlar ve çap kodundan sonra C harfi alırlar. Örnek: 305805 C 2Z

Bu rulmalara Türkiyede BÜTE de denilmektedir.
Bunlar sadece Eksenel yük altında dönmesi gereken makinalarda kullanılırlar.

BÜTE lerde iki tarafta yuva, arada ise bilyalar ve kafes bulunur. Yuva ve bilyalar ayrılabilir olduğu için sökülüp takılmaları çok kolaydır. (Bz. Şekil 1, 2)

Bütelerin yuva alınları düz olduğu gibi bazı tiplerde küresel oynamalara imkan verecek şekilde alın yarı küre şeklinde de üretilir.  (Bkz. Şekil 3)

Büteler eksenel yükü sadece bir yönde taşıyacak ise bir sıra bilyalı olan büteler kullanılabilir. Ancak eksenel yük her iki yönde de etki ediyorsa çift sıra bilyalı büte kullanılması gerekir.

Çift sıra bilyalı bütelerde kafesleri ile birlikte iki sıra bilya, iki sıra arasında iki tarafı oyuk bir bilya yuvası ve dışlarda iki  adet birer tarafı oyuk bilya yuvası bulunur(Şekil 4). Bunların da eksenel oynamalarına imkan vermek için dış yuvaların alınları küresel olabilir.

Bütelerin gösterimleri 5 ile başlar. Örnek: 51106

ŞEKİL 1

ŞEKİL 4

 Bu rulmanların iki önemli temel karakteristik özelliği vardır. Bunlar;

1. Çok yüksek radyal yük taşımalarına karşın eksenel yük taşıyamazlar
2. Eksenel yönde kaymalara müsaade ederler. Bu özellik termal genleşmelerden kaynaklanan şaft uzamasını kompanse etmek açısından önemlidir.

Diğer avantajları

1. Yüksek hızlarda dönebilirler
2. Çalışma hassasiyetleri yüksektir
3. Sessiz çalışırlar
4. Sürtünme azdır
5. Eksenel kaymalara imkan verirler
6. High stiffness

Dezavantajları

1. Eksenel yükleri alamazlar
2. Moment taşıyamazlar

Silindirik makaralı rulmanlar tek ve çift sıralı olarak temin edilebilirler. Silindirik makaralı rulmanlarda diğer bir ayrım ise

• NU tiplerinde dış bilezikte her iki yandan flanş olup iç bilezikte ise flanş bulunmamaktadır. Bu tiplerde şaft eksenel yönde iki tarafada kaymaya müsaittir.
• N tiplerinde iç bilezikte her iki yandan flanş olup dış bilezikte ise flanş yokturr. Bu tiplerde şaft makaralar ile birlikte eksenel yönde iki tarafa kaymaya müsaittir.
• NJ tiplerinde dış bilezikte her iki yandan flanş olup iç bilezikte ise tek tarafta flanş bulunmaktadır. Bu tiplerde şaft eksenel tek yönde tarafa kaymaya müsaittir.
• NUP tiplerinde de dış bilezikte her iki yandan flanş olup iç bilezikte ise bir tarafta flanş, diğer tarafta ise ayrılabilir gevşek flanş bulunur. Bu tiplerde yatak eksenel tek yönde tarafa kaymaya müsaittir.

• Çok yüksek radyal yükler alabilirler
• Eksenel + Radyal yük bileşimine çok uygundurlar
• Eksen eğilmesine (açılanmasına) uygundurlar
• Ayar bozukluklarını kompanse edebilirler

DEZAVANTAJLARI

• Tek başına eksenel yük alamazlar (Radyal yükle birlikte alabilirler)
• Moment taşıyamazlar
• Çok yüksek devirlere uygun değildirler
• Çalışma hassasiyetleri yüksek değildir.
• Gürültülüdürler
• Sürtünme fazladır.
• Boyuna eksen kaymalarına izin vermezler

Oynak makaralı rulmanlarda iki sıra  makara bulunur. Makaralar dış bilezikte bulunan küresel oyukta küresel olarak dönerek yükün moment oluşturması engellenir. İç bilezik ise şaftla birlikte küresel yönde döner. Dönme miktarı sınırlı olup bu açı 1.5º ila 3.5º arasında değişir. Bu açısal sapmaların en fazla ne kadar olabileceği ilgili kataloglardan tespit edilebilir.

Oynak makaralı rulmanların Sıkma kovanı ile birlikte kullanılması montaj demontaj kolaylığı sağlamakla birlikte şaft çapının incelmesine sebeb olmaktadır Örnek: 22206 E  rulmanı çapı 30 mm olan şafta takılabilecek iken 22206 EK sıkma kovanı ile birlikte monte edilecek ise şaft çapı 25 mm ye düşer. Bu dezavantajı gidermek için montaj demontaj kolaylığı açısından rulman konik işlenmiş şafta da monte edilerek konik şaftın ince tarafının silindirik rulman çapına eşit olması sağlanabilir.(Bkz. Şekil 2)

           ŞEKİL 1

ŞEKİL 2

SIKMA KOVANI

Bu rulmanların en önemli özelliği hem çok büyük radyal yükler, hemde çok büyük eksenel yükler taşıyabilme kapasitesine sahip olmalarıdır. Bu rulmanlarda Şekil 1 de gösterilen konik açısı ” α ”  arttıkça eksenel yük taşıma kapasitesi de artar. Bu açının göstergesi rulman kataloglarında verilen e değeri ile belirtilir. “e” değeri ne kadar büyükse, eksenel yük taşıma miktarı da o denli büyük olur.

 Bu rulmanlarda dış bilezik genellikle ayrılabilir yapıdadır (Bkz Şekil 2). İç bilezik makaralar birlikte, dış bilezik ise bunlardan ayrılabilir yapıdadır. Bu özeliğinden ötürü konik makaralı rulmanların montajı sırasında iç ve dış bileziklerin bir birlerine göre olan konumunu iyi ayarlamak önem kazanmaktadır. İç ve dış bileziklerin birbirlerine göre eksenel yönde olması gereken konum belli bir miktar ön yük yaratacak durumda olmalıdır. Eğer bu ön yük verilmez ise rulman çok gevşek olacağından rulmanın çalışma hassasiyeti  azalır. İç ve dış bilezik birbirlerine eksenel olarak   olması gerekenden daha yakın olursa bu sefer rulman çok sıkı olacağından aşırı sürtünme ve ısınmaya neden olur. Bu nedenle uygun konumu tespit için Şekil 3 de gösterilen bir aparat yardımı ile montaj yapmak yararlı olur.

Konik makaralı rulmanlar eğik bilyalı rulmanlarda olduğu gibi genellikle ikinci bir tek sıra konik makaralı rulman ile “Back to back” yani sırt sırta, veya “face to face” yani karşı karşıya, veya “Tandem”  yani aynı yönde sıralı biçiminde yerleştirilirlebilirler. “Tandem” sıralı rulmanlar eksenel yükün tek yönde olduğu ve tek sıra rulmanın bu yükü karşılayamadığı durumlarda kullanılır
(Bkz. Şekil 4)      

“Back to back”  sıralı rulmanlar ise eksenel yükün çift yönde olduğu durumlarda kullanılır (Bkz Şekil 5) . Bu yapıda eksenel yükü aynı anda sadece rulmanlardan birisi alır. Bu yerleşimin avantajı rulmanlar daha az boşluklu (stiff) bir yapıyı mümkün kılar

Face to Face”  sıralı rulmanlar da (Bkz ŞEKİL 6)  eksenel yükün çift yönde olduğu durumlarda kullanılır. Bu yerleşimin dezavantajı rulmanlar “Back to back”  sıralı rulmanlar kadar az boşluklu değildir ve eğme momentlerine karşı dayanıksızlardır.Konik makaralı rulmanlar yük taşıma kapasitesini arttırmak üzere yukarıda belirtilen iki ayrı konik rulman kullanımının daha ekonomik olmasını sağlamak için tek iç ve dış bilezik ile birlikte iki sıra konik makaranın çalışmasını sağlamak üzere “Tek sıra çiftli konik makaralı rulman olarak da üretilmektedirler. Bu rulmanlar da yukarıda belirtildiği gibi  “tandem”, “back to back” veya “face to face olarak sağlanmaktadırlar. (Bkz Şekil 7).

Bu tip rulmanlar daha ekonomik olmanın yanı sıra iki ayrı konik makaralı rulmanda karşılaşılan eksenel yönde ayar zorluğunu da ortadan kaldırmakta ve ortadaki yağ kanalı vasıtası yağlamanın daha kolay yapılabilmesini sağlamaktadır.

SEKİL 1

ŞEKİL 2

ŞEKİL 3

ŞEKİL 5                ŞEKİL 6

Eksenel silindirik makaralı rulmanlar (Makaralı büte) çok büyük eksenel yükler söz konusu olduğunda kullanılırlar. Örnek : 120 Ton yük kaldırması gerekecek vincin döner kancası

Bu rulmanlar aynı zamanda çok büyük eksenel şok darbelerine dayanabilirler.

Bu rulmanlar sadece bir yöndeki eksel yükleri taşırlar. Eğer eksenel yük her iki yönde de varsa ikinci bir büte kullanılması veya çift sıralı büte (Bkz. Şekil 2) kullanılması gerekir.

ŞEKİL 1

OYNAK MAKARALI EKSENEL RULMANLAR (SPHERICAL ROLLER THRUST BEARINGS)

Büyük eksenel yüklerin taşınması gereken noktalarda eksenel açılanmalar ve radyal yükler söz konusu ise bu noktalarda “Oynak makaralı büteler”  kullanılmalıdır (bkz şekil 4,5). Bu rulmanlar aynı zamanda bir miktar radyal yük taşıma kapasitesine de sahiptir.

ŞEKİL 2

ŞEKİL 3

ŞEKİL 4