Mekanik bir montaj için bir CAD dosyasına baktıysanız ve belirttiğiniz bakır alaşımlı burcun yük altında dayanıp dayanmayacağını veya çok hızlı aşınıp aşınmayacağını ikinci kez tahmin ettiyseniz, yalnız değilsiniz. Bakır alaşımlı burç tedarikçisi olarak, bu soruyu ağır tarım ekipmanlarından hassas robot teknolojisine kadar çeşitli sektörlerdeki mühendislerden ve bakım yöneticilerinden haftada en az üç kez alıyorum. Doğru burç uzunluğunu seçmek sadece teknik bir detay değildir; Bu, yıllarca aksamadan çalışan bir makine ile zamanından önce arızalanan ve binlerce arıza ve yedek parçaya mal olan bir makine arasındaki farktır. Bu karara neler dahil olduğunu, onlarca yıldır birlikte çalıştığımız gerçek dünya bağlamıyla birlikte inceleyelim.Bakır Alaşımlı Burçlardünya çapındaki müşteriler için.
İlk olarak, bakır alaşımlı burcun ne yaptığını hatırlamaya yardımcı olur: iki hareketli metal yüzey arasındaki sürtünmeyi azaltan, radyal (yan yana) ve bazen eksenel (eksen boyunca) yükleri destekleyen bir kaymalı yataktır. Bu burcun uzunluğu, yükün yüzeyine ne kadar eşit şekilde dağıtıldığını, ne kadar sürtünme ürettiğini ve yanlış hizalamayı nasıl ele aldığını doğrudan etkiler; bunların tümü kullanım ömrünü etkileyen kritik faktörlerdir. En temel hususla başlayalım: yük türü ve büyüklüğü.
Radyal yük, kuvvet burçlarının en yaygın koludur ve radyal yükler için standart temel kural (hassas dökümle özel burçlar tasarlayarak yıllar boyunca geliştirdiğim) L/D oranı: uzunluğun çapa bölümüdür. Genel amaçlı uygulamaların çoğu için ideal L/D oranı 0,8 ile 1,5 arasındadır. Bu pratikte ne anlama geliyor? 2 inç çapında bir şaftınız varsa çoğu durumda 1,6 ile 3 inç arasında bir burç uzunluğu işe yarar. Peki bu oran neden önemli? Çok alçağa giderseniz (örneğin, 2 inçlik şaftta 0,5'lik bir L/D), bu 1 inç uzunluğunda bir burç anlamına gelir. Yük, burcun iç yüzeyinin küçük bir bölümünde yoğunlaşacak ve bu da yüksek temas basıncına yol açacaktır. Bu basınç, özellikle eşleşen şafttan daha yumuşak bir bakır alaşımı ise (kalay bronzları veya kurşunlu bronzlar için yaygındır, en popüler ürünlerimizdir) burcu hızla aşındırabilir.Bakır Alaşımlı Burçlargenel kullanıma yönelik hatlar). Ancak çok yüksek bir L/D (2,5 veya üzeri gibi) kendi sorunlarını yaratır. Burç, uçları yanlış hizalanmış parçalara takılabilecek kadar uzun olacaktır veya ekstra uzunluk sürtünmeyi artırarak bakır alaşımının özelliklerini zamanla bozabilecek daha fazla ısı birikmesine yol açacaktır.
Durun ama bu sadece temel nokta. Eksenel yük ne olacak? Eğer burcunuz aynı zamanda şaftın ekseni boyunca kuvveti destekliyorsa (doğrusal bir aktüatördeki bir burcu veya yivli bir şaft boyunca kayan bir dişliyi düşünün), kurallar tamamen değişir. Eksenel yükler için L/D kullanmıyoruz; burcun yüzü ile birleşme kısmı arasındaki temas alanına odaklanıyoruz. Burada daha uzun bir burç, bu eksenel kuvveti dağıtmak için daha fazla yüzey alanı anlamına gelir; bu, ağır presle geçirme uygulamaları veya tekrarlanan itme darbelerine maruz kalan parçalar için harikadır. Ancak yine de aşırıya kaçamayız; eksenel yük için çok uzun bir burç, parça hafifçe hareket ettiğinde kenar yükleme olasılığını artırır ve bu da eşit olmayan aşınmaya neden olur. İnşaat sektöründeki bir müşterimin bir zamanlar hidrolik silindirin eksenel yük uygulaması için 10 inç uzunluğunda bir burç belirlediğini hatırlıyorum. Uzunluğun çok fazla olması ve eksenel kuvvetin burcun dış kenarları üzerinde yoğunlaşması nedeniyle 3 ayda aşındı. Bunu, eksenel temas basıncına göre ayarlanmış 6 inç uzunluğunda bir burçla değiştirdik ve 2 yıl sonra hala çalışıyor. Bu bizim yaptığımız türden gerçek dünya testleridir ve genellikleBakır Alaşımlı Hassas DökümlerTam yük ihtiyaçları için uzunluk ve duvar kalınlığını ayarlamak için.
Daha sonra, yanlış hizalamayı hesaba katmalısınız. Hiçbir makine mükemmel şekilde hizalanmaz ve bu bir kusur değildir; bu, özellikle sıcaklıkla titreşen, genişleyen ve büzüşen ağır ekipmanlarda bir mühendislik gerçeğidir. Şaftlar yanlış hizalandığında burç, burcun bir ucunun diğerinden daha fazla kuvvet taşıdığı "eğimli" yüke maruz kalabilir. Uzunluk bunda nasıl bir rol oynuyor? Daha kısa burçlar, yanlış hizalamayı uzun olanlara göre daha iyi ele alır, çünkü daha kısa bir burç, yüksek kenar basıncı oluşturmadan şaftın açısına uyacak şekilde (bir dereceye kadar) esneyebilir. Bununla birlikte, daha kısa burçların daha düşük yük kapasitesi vardır, dolayısıyla bir ödünleşme söz konusudur. Örneğin, kaba toprakta çalışan ve sürekli titreşimin neden olduğu hizasızlıkla karşılaşan tarım makinalarında standart önerimiz, yük kapasitesini ve yanlış hizalama toleransını dengelediği için 1,5 yerine 0,8 ila 1,0 arasında bir L/D'dir. Kontrollü bir fabrika ortamındaki robotik kol bağlantıları gibi mükemmel hizalamalı uygulamalar için L/D'yi 1,5'e kadar itebilir, yanlış hizalama aşınmasından endişe etmeden daha yüksek yük kapasitesinden yararlanabilirsiniz.
Aşınma oranı burç uzunluğuna doğrudan bağlanan başka bir faktördür ve bu sadece yükle ilgili değildir. Burç ile mil arasındaki göreceli kayma hızı da önemlidir. Yüksek hızlarda çalışan bir burcunuz varsa, daha uzun bir burç, oluşan sürtünme ısısının dağıtılmasına yardımcı olabilir. Ekstra yüzey alanı ısıyı daha kısa bir burçtan daha iyi dağıtır, bu nedenle yüksek hızlarda 7/24 çalışan konveyör sistemleri için daha uzun kurşunlu bronz burçlar yapıyoruz. Ancak, dakikada yalnızca birkaç kez açılıp kapanan valf gövdeleri gibi yavaş hareket eden parçalar için, ısı oluşumu minimum düzeyde olduğundan daha kısa burçlar gayet iyi çalışır. Bir zamanlar HVAC sektöründe, yavaş hareket eden damper şaftı için 2 inç uzunluğunda bir burç kullanan bir müşterim vardı, ancak burç çok fazla sürtünme yarattığı için motoru aşırı ısıtıyordu. Bunları 1,25 inç uzunluğunda bir burçla değiştirdik, iç çapı buna uyacak şekilde ayarladık ve motor sıcaklığını 15 derece düşürdük. Bu, aşınma veya yükün ötesinde uzunluğun operasyonel performansı nasıl doğrudan etkilediğinin açık bir örneğidir.
Alan kısıtlamalarını da unutmayın. Bu kesin gibi görünebilir, ancak kaç mühendisin teknik özelliklere bu kadar kapılıp, burçlarının mevcut alana sığıp sığmayacağını kontrol etmeyi unuttuklarına şaşıracaksınız. Düzeneğin burç için yalnızca 1,5 inçlik alanı varsa, 1 inçlik bir şaft üzerinde 1,5 L/D, 1,5 inçlik bir burç anlamına gelir; mükemmel. Ancak şaftın çapı 1,25 inç ise, bunun 1,5 katı 1,875 inç olacaktır, bu da alan için çok uzundur. Bu durumda L/D oranını daha düşük ayarlamanız veya bazen daha yüksek yük kapasiteli farklı bir bakır alaşımına geçmeniz gerekir, böylece performanstan ödün vermeden daha kısa bir burç kullanabilirsiniz. Ekibimizin uzmanlığı burada devreye giriyor; biz sadece satış yapmıyoruzBakır Alaşımlı İşlenmiş Parçalar; teknik ihtiyaçları fiziksel alanla dengelemek için müşterilerimizle birlikte çalışıyoruz, her parçanın uygun ve iyi performans gösterdiğinden emin oluyoruz.
Sıklıkla gözden kaçırılan bir diğer faktör ise yağlamadır. Burçlar, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak için bir yağlayıcıya (yağ, gres ve hatta gıda sınıfı uygulamalar için kuru yağlayıcılar) dayanır ve uzunluk, yağlayıcının yerinde kalma oranını etkiler. Daha uzun bir burç, yağlayıcıyı daha iyi tutar çünkü onu tutacak daha fazla yüzey alanı vardır; bu, bakımın nadir olduğu açık deniz sondaj ekipmanlarındaki parçalar gibi yeniden yağlamanın zor olduğu uygulamalar için idealdir. Ancak daha uzun bir burç, burç ile mil arasına giren kir veya metal talaşı gibi kirletici maddeleri de tutabilir. Bu nedenle kirli ortamlar için (inşaat, madencilik), temizlenmesi daha kolay olduğundan ve kirletici maddeleri o kadar kolay tutmadığından biraz daha kısa burçlar öneriyoruz. Çapraz kontaminasyonu önlemek için sık sık temizlik gerektiren yiyecek ve içecek ekipmanları için genellikle daha kısa burçlar kullanırız; bunların incelenmesi ve yağlanması daha hızlıdır ve ulaşılması zor boşluklarda bakteri barındırma olasılığı daha düşüktür.
Bütün bunları somut hale getirmek için kısa bir örnekle bir araya getirelim. Belediye su sistemi için bir su pompası tasarladığınızı varsayalım. Şaft 1,5 inç çapa sahiptir, 500 lbs radyal yük taşır, 1.200 RPM'de (yüksek hız) çalışır ve pompa titreşiminden kaynaklanan küçük hizalama bozukluklarının üstesinden gelmesi gerekir. Doğru uzunluk nedir? L/D oranıyla başlayalım: yanlış hizalama bir faktör olduğundan, 1,5 inç uzunluğunda bir burç veren 1,0'lık bir taban çizgisi L/D kullanacağız. Ancak bekleyin, bu yüksek hızlı bir uygulamadır, bu nedenle ısı dağılımını ve yağlayıcının tutulmasını iyileştirmek için uzunluğu hafifçe 1,75 inç'e (U/D ~1,17) yükseltebiliriz. Ayrıca suya karşı iyi korozyon direncine sahip olan ve bu tür pompalar için ideal olan kalay bronz alaşımı da kullanacağız. Alan dar olsaydı ve elimizde yalnızca 1,25 inç mevcut olsaydı, bunun yerine daha kısa uzunlukta daha yüksek temas basıncını kaldırabilen daha yüksek mukavemetli alüminyum bronz kullanırdık, böylece 1,25 inçlik burçla aynı yük kapasitesini elde edebilirdik.
Günün sonunda, "bakır alaşımlı burç için doğru uzunluk nedir?" sorusuna herkese uyan tek bir cevap yoktur. Bu, yük tipine ve büyüklüğüne, yanlış hizalamaya, kayma hızına, yağlama ihtiyaçlarına, alan kısıtlamalarına ve hatta burcun çalışacağı ortama bağlıdır. Bir tedarikçi olarak, burç uzunluğunun iyi belirtilmemiş olması nedeniyle çok fazla projenin başarısız olduğunu gördüm; ister çok uzun olsun ve hızlı yıpransın, ister çok kısa olsun ve yükü kaldıramaz. Bu nedenle ekibimiz sadece standart burçların bir kataloğunu göndermekle kalmıyor; Her müşteriyle kendi özel uygulamalarını gözden geçirmek, özellikleri ayarlamak ve hatta gerektiğinde özel parçalar oluşturmak için çalışıyoruz.
Bir proje üzerinde çalışıyorsanız ve hangi uzunlukta bakır alaşımlı burçlara ihtiyacınız olduğundan emin değilseniz veya yükünüz, alanınız veya ortamınız için özel seçenekler hakkında konuşmak istiyorsanız, yardım etmek için buradayız. Ekibimiz bakır alaşımlı rulmanlar konusunda onlarca yıllık deneyime sahiptir ve doğru alaşımın seçilmesinden mükemmel uzunluğun bulunmasına kadar sürecin her adımında size rehberlik edebiliriz.
Referanslar
- Neale, MJ (1995).Triboloji El Kitabı: Yağlama, Sürtünme ve Aşınmaya İlişkin Pratik Bir Kılavuz. Butterworth-Heinemann.
- NASA. (2007). Rulman Tasarımı El Kitabı: Uzay Aracı ve Fırlatma Araçları için Kaymalı Rulmanlar. Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi.
- Amerikan Makine Mühendisleri Derneği (ASME). (2018). B106.1M-2018: Kaymalı Rulmanlar - Kaymalı Rulman Performansının Ölçülmesi. Amerikan Makine Mühendisleri Derneği.
- Hutchings, IM (2016).Triboloji: Mühendislik Malzemelerinin Sürtünmesi ve Aşınması(2. baskı). CRC Basın.
