Bilyalı Rulmanlar Ne İçin Kullanılır?

Bazen fizik ve mühendislikteki en kullanışlı cihazlar en basit olanlardır. Bilyalı rulmanlar, metal halkaların nasıl son derece çok yönlü olabileceğini gösterir. Taşıtlar, bisikletler, kaykaylar ve hareketli metal parçalar içeren diğer makineler gibi pek çok ortak eşyada görebileceğiniz gibi, insanlar yüzyıllardır bilyalı rulmanların gücünü kullandılar.

Ayakkabı giyerken yumuşak bir halı üzerinde kaydığınızı hayal edin. Deri, plastik, ahşap veya kauçuk gibi herhangi bir malzemeden yapılabilen halı ve ayakkabılarınız arasındaki sürtünme nedeniyle zor olabilir. Bunun yerine çorap giyerseniz, yumuşak halı ve çorap malzemeleri arasındaki sürtünme çok daha az olacağından çok daha kolay olurdu. Bilyalı rulmanlar aynı şekilde çalışır.

Bilyalı rulmanlar, üzerlerine yüklenen yükler arasındaki sürtünme miktarını azaltır. Bunu yaparlar çünkü bunlar, bir iç halkada ve bir dış halkada (bazen halkalar olarak da adlandırılır) düz bir metal yüzeyin etrafında hareket eden metal toplar veya silindirlerdir. Fizikleri aracılığıyla birçok bilyalı rulman uygulaması hakkında bilgi edinebilirsiniz. Bilyalı rulmanlar, radyal yönde yük türlerini taşır ve bu yükler, bilyeli yatağın dönme eksenine dik bir kuvvet uygular.

Metal bilyelerin bilyeli yatağın halkaları etrafında kayması, bir nesne ile yüzeyi arasında nesneyi yavaşlatan sürtünme yaratır. Bazı durumlarda nesne bir durma noktasına yaklaşır. Bu mekanizma, bilyalı rulmanların, kontrol edilmesi gereken kasnak sistemlerinde veya döner sistemlerde kullanılmasına izin verir. Örneğin, bir arabanın poyra tekerleği, arabanın ağırlığından bir radyal yük kullanır ve bir dönüşün yarattığı itme kuvvetini kullanır.

Bilyalı rulmanların tüm durumlarında, itme ve radyal yük arasındaki denge, bilyalı rulmanların iç ve dış halkadaki bilyalar arasındaki sürtünmeyi azaltmasına ve nesnenin yükünü taşımasına neden olur. Bilyalı rulmanlar, yükü alır ve her bir halkanın merkezindeki kürelerin kolaylıkla dönmesini sağlamak için dış halkadan iç halkaya aktarır.

Her bir küre iki halka ile bağlantılıdır, ancak yalnızca bilyeli yatağın kendi bileşenleri arasındaki sürtünmeyi azaltmak için gerekli olduğunda. Bu nedenlerle, sürtünmeyi azaltmak ve dönüş hızını kolaylaştırmak için bilyalı rulmanlar oluşturulur.

Bilyalı rulman türleri, ilgili mekanizmalarına göre büyük ölçüde farklılık gösterir. En yaygın olarak kullanılan tür, sert tek sıradır veya radyal bilyalı rulman. Bu tasarım, bilyelerin derin oluklu raylarda hareket etmesine neden olur ve sabit bilyalı yatak düzeni, bilyaların hem radyal hem de eksenel yükleri taşımasını sağlar. Bilyalı rulmanların sızdırmaz versiyonları, bakımlarını azaltmak için kalıcı olarak yağlanmıştır.

Çift sıralı bilyalı rulmanlar iki sıra top kullanın. Tasarım, yatağın hareketine daha fazla sertlik verir. Elektrik motorlarında, santrifüj pompalarda ve elektromanyetik kavramalarda bulunurlar. Bazı bilyalı rulmanlar, bilyeli yatağın muhafazasına göre bir açıda herhangi bir yanlış hizalamayı milin hesaba katmasına izin verecek şekilde kendilerini hizalarlar.

açısal temas tipi Bilyalı yatağın bir tarafı, daha fazla bilyenin girmesine izin vermek için kesilmiş dış halkaya sahiptir. Bu rulmanlar daha sonra tek yönde yüksek miktarda eksenel yük tutabilir ve rulmanların kendisinde daha fazla bilye kullanabilir. Bu, mühendislerin ağır yükleri taşımak için onları her iki yönde çiftler halinde kullandıkları anlamına gelir. açısal temaslı çift sıralı bilyalı rulmanlar. Bu tip bilyalı rulmanlar, malzemelerine göre de farklılık gösterir.

Bilyalı rulmanlar, farklı kullanımlar için çelik, seramik veya plastik bilyalı rulmanlar ile malzemede değişiklik gösterir. Bu tür bilyalı rulmanlar, ne kadar hızlı çalışabilecekleri, hangi sıcaklıklara ulaşabilecekleri ve bilyalı rulman kullanımlarıyla ilgili diğer özellikler bakımından farklılık gösterir. Her tür malzemenin olumlu ve olumsuz yanlarını anlamak, bilyalı rulmanlara ihtiyacınız varsa daha akıllıca bir karar vermenizi sağlayacaktır.

Çelik bilyalı rulmanlar, ya tamamen çelikten yapılmış bileşenleri ya da bileşimde eser miktarda başka element bulunan çelik alaşımlarını kullanır. Dönerken harika dönüş hızları elde ederken çok ağır yükleri taşımak için ideal adaylardır.

Bu tür bilyalı rulmanlar, yüksek hassasiyet seviyelerinde üretildikleri için size çok hassas ölçümler verebilir. Özellikleri, çelik karbon bilyalı rulmanların diğerlerinin yanı sıra kilitlerde, bisikletlerde, tekerlekli patenlerde, arabalarda ve konveyör makinelerinde kullanılmasına izin verir.

Çelik bilyalı yatak malzemesi, ne yazık ki, çeliğin kimyasal bileşimini değiştiren su veya gazların varlığında korozyona neden olabilir. Bu tür bilyalı rulmanlar, üretim ve diğer ortamlarda kullanıldıklarında çok ağır ve gürültülü olabilirler.

Çelik bilyalı rulmanlar çok pahalı olabilir ve mühendislerin verimli çalışmalarını sağlamak için çelik metalleri sürekli olarak yağlamaları gerekir. Düzgün bir şekilde bakımı yapılmazlarsa, rulman arızasına neden olabilirler ve amaçlanan kullanım ömürlerinin sonuna ulaşmazlar.

Üreticiler, farklı tarzlarda çelik bilyalı rulmanlar oluşturur ve satarlar. Isıl işleme tabi tutulmuş veya başka yöntemlerle sertleştirilmiş karbon miktarı yüksek çelik bilyeler satın alabilirsiniz. Çelik bilyalı rulmanlar arasındaki karbon içeriğindeki farklılıklar özelliklerini etkiler. Düşük karbonlu çelikler, korozyona karşı dirençli olması gereken, ancak mutlaka sertleştirilmiş yüzeye sahip olmayan uygulamalarda bulunur.

Düşük karbonlu çelik malzeme, bir bilyeli yatağın lineer şaftında kullanılabilirken, bilyelerin kendi aralarında temas için pek uygun değildir. Bu durumlarda hasarı önlemek için genellikle bir polimer ile birlikte kullanılırlar. Orta düzeyde karbon içeren çelik bilyalı rulmanlar güçlü, suya dayanıklı ve sağlamdır ve bu özellikler onları dişliler, akslar, saplamalar ve diğer makine bileşenleri için uygun hale getirir. Korozyona direnirken yüksek karbonlu çelikler en güçlü ve en sert olanlardır.

Seramik bilyalı rulmanlar tipik olarak, bilyelerin kendileri seramikten yapılmış olan çelikten yapılmış dış halka, iç halka ve kafes kullanan "hibrit" olarak oluşturulur. Seramik özellikleri, çalışma sıcaklıklarını soğuk tutarken ve yarattıkları gürültüyü sınırlandırırken, dakikada hızlı dönüşlerde çalışmalarına izin verir.

Bu hibrit seramik-çelik tasarımları korozyondan zarar görür, ancak seramik bilyelerin kendileri daha az çelik malzemelerden daha korozyona eğilimlidir ve çelik bilyeden daha dayanıklı ve daha hafiftir rulmanlar.

Bu tür bilyalı rulmanlar, seramik bilyalı rulmanlar iletken olmadığı için çelik bilyalı rulmanların yapamadığı elektrik uygulamalarında kullanılabilir, ancak aynı zamanda çok pahalıdırlar. Seramik bilyalı rulmanlar, yüksek sıcaklıklara dayanabilir ve daha yüksek hızlarda çalışmasına izin verir. Bu bilyalı rulmanların bazılarının fiyatları genellikle pahalı olabilir, ancak bunların ucuz versiyonlarını da bulabilirsiniz.

Bu bilyalı rulmanların seramik malzemesi onlara çelik bilyalı rulmanlara göre %40'tan daha az ağırlık verir. Mühendisler genellikle bu kimyasal ve fiziksel özelliklerin oluşmasına neden olmak için seramik silikon nitrür kullanarak üretirler. Eğik yataklarda, baskı yataklarında, yastık blok yataklarda, iğneli yataklarda ve makaralı yataklarda kullanılırlar. Seramik malzemeler çelikten daha güçlü olabilir, ancak genellikle bilyeli yatak malzemesi olarak daha serttirler.

Seramik çelik bilyelerin parlatılması, plazma akışı olan bir manyetik alan kullanır. Bu üretim yöntemi, onlara çelik bilyalı rulmanlardan daha yüksek dönüş oranları sağlar. Elektriksel olarak yalıtkandırlar, yani elektriği iletmezler, bu nedenle akım varsa arıza yapmazlar. içlerinden geçirilir ve çelik bilyalı rulmanların olması gerektiği gibi yağlanmadan çalışabilirler. olmak.

Son yenilikler, plastik halkalar ve plastik kafes kullanan ve plastik, cam veya paslanmaz çelikten yapılmış bilyeler şeklinde satın alınabilen plastik bilyalı rulmanlar üretmiştir. Bu tip bilyalı rulmanlarda en yaygın bilye malzemesi paslanmaz çelik bilyedir. En uygun fiyatlı seçeneklerdir, ancak aynı zamanda plastik veya cam türlerinden daha ağırdırlar. Ayrıca kolayca manyetik hale gelebilirler, bu da yakındaki malzemelerin hareketini ve fiziğini bozabilir.

Cam bilyeli plastik bilyalı rulmanlar, metal kullanamadığınızda harika seçeneklerdir. Yüksek kimyasal dirence sahiptirler ve çelik bilyelere göre daha düşük ağırlıklara sahiptirler. Plastik bilyalı rulmanlar için plastik bilyeler daha da az ağırlığa sahiptir ve zamanla kullanıldıkları için aşınma direnci sunar. Plastik bilyalı rulmanların çoğu kendiliğinden yağlanır, hafiftir ve sessiz çalışırken korozyona karşı dayanıklıdır.

Bu tür bilyalı rulmanlar ne yazık ki diğer bilyalı rulmanlar gibi yüksek sıcaklıklara dayanamazlar ve bazen onlar kadar yüksek yükleri kaldıramazlar.