Makinelerin hareketli parçaları arasındaki sürtünmeyi azaltmak ve radyal ve eksenel yükleri desteklemek için tasarlanan yedek parçaya rulman denir. Rulman ömrünü etkileyen faktörler; verimli ve etkili bir şekilde çalışabileceği süreyle orantılı olup yükü, hızı, yağlaması, kirliliği, sıcaklığı, kurulumu ve bakımı gibi etkenlerdir. Rulman ömrü hesaplama işlemi yapılırken hız, yağlama, çevre koşulları, yük ve bunların birbirlerine olan etkileri göz önünde bulundurulmalıdır.
Rulman çalışma ömrü, değişimine ihtiyaç duyulmadan verimli ve etkili bir şekilde çalışma süresini ifade eder. Rulmanın çalışma ömrü hız, yağlama, sıcaklık ve çevre koşulları gibi faktörlerden etkilendiği için bu durumlar göz önünde bulundurularak gerekli özenin ve titizliğin gösterilmesiyle rulmanların ömrü önemli ölçüde uzar. Önceden gres doldurulmayan açık rulmanların raf ömrü nem ve sıcaklık değerleriyle orantılı olarak 3 yıldan 15 yıla kadar değişir. Gres yaşlanmasından dolayı metal kapaklı veya keçeli olan kapaklı rulmanların ise ortalama rulman ömrü 3 yıldır.
Parçanın yani rulmanın performansı azalmaya başlamadan önce belirli koşullar altında saklanabileceği maksimum süre rulman raf ömrünü açıklar. Raf ömrünü etkileyen en önemli faktörler ise ayrı bir depolama alanı, temiz ve kuru depolama ortamı, sıcaklık dalgalanması olmaması, titreşimsiz ortam, nem ve paketlemedir.
Rulman Malzemesi ve Kalitesi
Endüstriyel uygulamalar için doğru ve verimli rulman malzemesi bulmak, yüksek düzeyde üretim, güvenli bakım programları ve uzun fabrika ömrü sağlamak açısından önemlidir. Bir makinedeki hemen her hareketli parçasının sürtünmeyi azaltması, hareketlerini yumuşatması ve işletmenin maliyetlerini azaltması için makaralı ve bilyalı rulmanlara sahip olması gerekir.
Rulmanın üretildiği malzeme, hem yuvarlanan bileşen hem halkalar için makaralı yatak ve bilyalı yatak malzemesi olarak kullanılır. Bununla birlikte korozyona karşı daha fazla direnç, gözeneklilik, maliyet tasarrufu, yapışma direnci, hafif malzemeler ve yüksek dayanıklılık gibi diğer nitelikler de gerektirir. Rulman kalitesi ise fabrikanın çeliği ürettiği sırada uygulanan üretim kısıtlamalarını ifade eder. Bu sebepten rulman seçerken çok dikkatli olunmalıdır. Kalitesi düşük bir rulman seçimi, uygun sürtünme kontrolü olmadığında istenilen hareketin gerçekleşmesini zorlaştırır.
Malzeme kalitesine göre değişiklik gösteren rulmanlar, çelik ya da seramikten üretilir. Çelik rulmanlar; hızlı dönme, yataklarının tek kullanımlık olması ve fiyatlarının ucuz olması yönünden daha çok tercih edilir. Seramik rulmanlar ise daha az ısı ürettikleri için yüksek hızda dönme kapasitesine sahiptir. Çelik iç veya dış yatak muhafazasıyla birlikte gelir. Ancak seramik rulmanlar çok hassas olup fiyatları da çelik türlerine göre oldukça yüksektir.
Çeşitli uygulamalara yönelik performansın, dayanıklılığın ve uygunluğun belirlenmesinde rulmanların alaşımları oldukça önemlidir. Rulmanların alaşımları arasında dökme demir, bronz, kalay, kurşun, çinko ve alüminyum bazlı alaşımlar bulunur. En yaygın alaşımlar, kalay ve kurşundur. Bunlar en çok arabalarda, vagonlarda, türbinlerde, değirmenlerde ve diğer cihazlarda kayar yatakların astarlanmasında kullanılır.
Makinelerin dönme işlemini gerçekleştiren ve sürtünmeyi azaltarak daha az güç harcanmasını sağlayan ürünlerde yüksek kaliteli rulmanların tercih edilmesi; yüksek performans, uzun ömürlülük ve verimlilik açısından kullanıcıların ihtiyaçlarını karşılar.
Rulman Montaj Tekniği ve Doğruluğu
Rulman doğru montajı; tecrübe, özen, temizlik, doğruluk, doğru yöntemin seçilmesi ve uygun aletlerin kullanılmasını gerektirir. Rulman montajı sırasında yanlış tekniklerin kullanılması, rulmanın ömrünü azaltır. Rulman montajı sırasında kullanılan teknikler; sıkma montajı, termal montaj, hidrolik montaj, mekanik sabitleme, yapışkan kullanma, adaptör manşonları kullanımı, titreşim ve sıcaklık izlemedir.
Doğru bir şekilde monte edilen rulman, parçanın uzun ve verimli çalışması için kritik öneme sahiptir. Bu süreçte önemli bir faktör olan sıkma torku, rulmanın mile ve yatağına sıkı bir şekilde yerleşmesini sağlar. Rulman montajı sırasında, doğru sıkma torkunun kullanılması çok önemlidir. Aşırı sıkma veya gevşek sıkma gibi yanlış uygulamalar, rulmanın performansını olumsuz etkileyebilir, erken aşınmaya neden olabilir veya ilgili ekipmanın içinde istenmeyen hareketlere yol açabilir.
Montajdaki toleranslar; mekanik sistemlerdeki rulmanların uygun uyumunu, işlevini ve uzun ömürlülüğünü sağlamak açısından önemlidir. Rulman toleransların etkisi performansın artması, uzun ömürlü çalışması ve beklenmeyen arızaların önlenmesi üzerinde ciddi öneme sahiptir.
Rulman Yağlama ve Bakım Rutini
Rulman yağlama, yuvarlanma elemanlı rulmanların performansını ve ömrünü koruma açısından son derece önemlidir. Rulmanın doğru yağlanması; silindirler, yuvarlanma yolları veya bilyalar gibi hareketli parçalar arasındaki aşınma, yıpranma ve sürtünmeyi önler. Rulmanların yağlanması sırasında kullanılan yağ türleri arasında sentetik yağlar (sıvı yağlama maddeleri), gres yağı (katı yağlama maddeleri), grafit veya teflon gibi kuru yağlama maddeleri bulunur.
Yağlama frekansı seviyesini etkileyen belli başlı faktörler; rulmanın tipi, boyutu, yükü, hızı, sıcaklığı ve çevre koşullarıdır. Rulmanın önemli yağlama noktaları; iç ve dış halka yüzeyleri, yuvarlanma elemanları, kafesler, tutucular, mühürler, montaj yüzeyleri, uç kapakları, rulman yatağının içi, bitişik hareketli bileşenler ve rulman destek parçalarıdır. Rulmanların yağlanmasında doğru yağ türünün seçimi, yağın düzgün bir şekilde uygulanması ve periyodik bir bakım programı hazırlanması önemlidir. Yağlama seviyelerinin ve durumunun kontrolü de rulmanların düzenli bakımını sağlar.
Rulman Yük ve Hız Değerleri
Hız değerleri ve rulman yükü, mekanik sistemlerde rulman seçimini ve performansını etkileyen önemli bileşenlerdir. Rulmanın tasarımına uygun şekilde yüklenme ve hızlandırma faktörlerinin dikkate alınarak kullanılması, rulmanların yüksek performansla çalışmasını sağlayarak ekipmanın güvenilirliğini artırır. Erken aşınma, deformasyon veya arıza riskini en aza indirir. Rulman performansını etkileyen hususlar aşağıdaki gibi sıralanabilir:
- Yük kapasitesi: Bir rulmanın belirli çalışma koşulları altında kalıcı deformasyon veya arıza yaşamadan dayanabileceği maksimum yüktür.
- Maksimum hız: Bir yatağın aşırı ısınmasını veya arızasını önlemek için önerilen maksimum dönme veya doğrusal hızdır.
- Dinamik yük: Bir rulmanın, verimli bir şekilde çalışmayı sürdürürken belirli sayıda dönüş için dayanabileceği maksimum yüktür.
- Statik yük: Bir rulmanın kalıcı deformasyon olmadan dayanabileceği maksimum yüktür.
Rulman Çalışma Ortamı ve Koşulları
Rulman çalışma ortamı, rulmanların performansını, güvenilirliğini ve kullanım ömrünü önemli ölçüde etkileyen bazı faktörlerden etkilenir. Bu faktörler; sıcaklık, temizlik, kir, toz, nem, yük, hız, titreşim, hizalama, bakım ve yağlamadır. Rulmanın çalıştığı ortamın etkisi güvenilir çalışmayı sağlamak ve arıza süresini en aza indirmek için rulmanların seçiminde ve bakım uygulamalarında oldukça önemlidir. Rulman çalışma koşulları, ortam gibi rulmanların mekanik sistem içinde çalıştığı koşulları kapsar ve rulman performansı, güvenilirliği ve ömrünü doğrudan etkileyecek kadar önemlidir. Seçilecek rulmanın yanı sıra, yağlayıcı ve sızdırmazlık malzemelerinin de belirli kimyasallara dayanıklı olmasına ve özenle kullanılmasına dikkat edilmelidir.
Rulmanın Doğru Seçimi
Ürünün kullanılacağı uygulamanın gereksinimlerine göre rulman seçimi yapılmalıdır. Ayrıca rulmanların karşılaşması muhtemel olan radyal yükü, eksenel yükü ve dönme hızları da hesaplanmalıdır. Uygulama gereksinimlerine ve yük koşullarına göre uygun rulman tipi seçimi yapılmalıdır. En çok tercih edilen rulman çeşitleri bilyalı rulmanlar, makaralı rulmanlar ve özel rulmanlardır.
Çevresel Etkenler
Rulmanın maruz kaldığı çevresel etkenlerin ömrü üzerindeki etkisi mekanik sistemlerde rulmanın performansını ve verimliliğini büyük ölçüde etkiler. Sıcaklık, kir, toz, nem, titreşim, darbe, yük, hız ve kimyasallar rulmana çevresel etkenlerin etkisinin sonucudur.
Çevresel etkenlerden biri olan darbe direnci, rulmanda kalıcı deformasyon, hasara uğramadan ani şok ve darbelere dayanma durumunu ifade eder. Bunun dışında titreşim absorpsiyonu da çevresel bir etkendir ve bir rulmanın mekaniğinin içindeki titreşimleri azaltma veya hafifletme durumudur. Böylece titreşimlerin diğer bileşenlere iletilmesi azalır ve düzgün çalışması sağlanır.
Kalite Kontrol ve Testler
Üretim aşamasında yapılan kalite kontrol testlerinin önemi, rulmanların belirtilen toleransları, boyutları ve performans kriterlerini karşılayacak şekilde üretildiğini doğrular niteliktedir. Ayrıca kusur tespiti, performans doğrulama, güvenilirlik, uyumluluk, sürekli iyileştirme ve müşteri memnuniyetinin sağlanması için de önemlidir.
Üreticiler için rulman kalite kontrol önlemlerinin uygulanması; rulmanların yüksek kalite, güvenilirlik ve performans standartlarını karşılamasını sağlar. Rulman kalite kontrol çalışmalarında kullanılan ölçüm teknikleri; rulman bileşenlerinin boyutsal doğruluğunu, toleranslarını, yüzey kalitesini, yuvarlaklığını, profilini ve geometrisini değerlendirmek için bazı araç ve yöntemleri kapsar.
Bir diğer kalite kontrol yöntemi olan kalibrasyon ise belirtilen standartları ve performans gereksinimlerinin karşılanıp karşılanmadığını netleştirmek için rulmanların boyutsal doğruluğunu, geometrik özelliklerini ve performans özelliklerini teyit eden bir çalışmadır.