Genel anlamda tasarım, belirlenmiş bir ödeve çözüm bulmayı amaçlayan bir üretim prosesidir. Tasarımdaki problemin çözümlenmesinde birçok farklı alternatif çözümler mümkündür çünkü tasarım gerekleri birçok şekilde yorumlanabilmektedir. Bir makinenin tasarımı yapılırken göz önünde bulundurulması gereken temel ilkeleri;
- Fonksiyona uygunluk, basitlik, belirlilik,
- Standartlara, normlara ve yönetmeliklere uygunluk,
- Yükleme şekline uygunluk,
- Ağırlık yönünden en hafif olanı,
- Kendi kendine yardım prensibi,
- Malzeme ve korozyona uygunluk,
- Genleşmeye uygunluk,
- Üretim yöntemlerine uygunluk,
- En düşük maliyetli tasarım,
- Montaj ve demontajının kolay olması,
- Taşımaya (transporta) uygunluk,
- En güvenli tasarım,
- Geri kazanıma uygun, çevre dostu,
- Estetik ve ergonomiye uygunluk,
- Bakıma uygunluk,
- Üretimde kullanılacak olan malzemelerin kolay bir şekilde elde edilmesi şeklinde sıralamak mümkündür.
Makineyi oluşturan standart makine elemanlarının bir bölümü sabit olurken büyük bir bölümü de hareketlidir. Makinelerdeki hareketli elemanların desteklenmesi için yataklar kullanılmaktadır. Yataklar, birbirine karşı bağıl hareket eden, uygulanan kuvvet yönünde hareket etmeyen ve işletme durumunda bu yüzeyler arasında oluşturulan yağ filmi ile en az sürtünme kaybı oluşturarak kuvvetin iletimini sağlayan elemanlardır. Dönerek hareket ileten parçaların desteklenmesinde kaymalı yatak, doğrusal hareket ileten parçaların desteklenmesinde ise kızaklar kullanılmaktadır.
Kaymalı yatakların tasarımındaki değişkenler iki gruba ayrılabilmektedir.
Birinci grup değişkenler: Bu gruptaki değişkenlerin değerleri tasarımcıya proje sahibince ya verilir veya tasarımcı kontrolünden geçirildikten sonra kararlaştırılır. Bunlara “fiziksel parametreler” veya “işletme parametreleri” denir. Söz konusu değişkenler şunlardır:
- Yağın viskozitesi (h)
- Yatak izdüşüm (projeksiyon) alanına etkiyen mil ile yatak arasındaki ortalama yüzey basıncı (P)
- Milin dönme hızı ( n )
- Yatak boyutları (yatak çapı) (D), radyal boşluk (Dr veya c), yatak genişliği (uzunluğu) (B veya l), eğer yatak bütün yatak değilse (kısmi yatak) ise açısal boyu (β).
Tasarımcı bu dört değişkenden, hızı genellikle kendi isteğiyle seçemez çünkü hız daha önceden sistemin veya makinenin genel tasarımında belirlenir. Bazen viskozite önceden belirli olabilmektedir. Örneğin yağın bir tankta depolanarak çeşitli yataklarda yağlama ve soğutma amacıyla kullanılacağı zaman bazen viskozite ileriki aşamalarda belirlenir. Geriye kalan değişkenler ve bazen viskozite de tasarımcı tarafından kontrol edilebilir ve bunların seçimine tasarımcı karar verebilir. Diğer bir deyişle bu dört değişken tanımlandığı zaman tasarım tamamlanmış olur.
İkinci grup değişkenler: Bu değişkenler “bağımlı değişkenler”dir. Bu grup, birinci gruptaki değişkenlerin sonucudur. Tasarımcı bunları doğrudan kontrol edemez. Fakat dolaylı olarak birinci gruptaki değişkenlerden bir veya daha fazlasını değiştirerek bu değişkenleri dolaylı olarak değiştirebilir. Söz konusu değişkenler şunlardır:
- Sürtünme katsayısı (m)
- Yatağa girişten yatağı terk edinceye kadar yağlayıcıdaki sıcaklık farkı (DT)
- Yağlama yağının debisi (Q)
- Minimum yağ film kalınlığı (h0) ve konumu,
- Eksantrisite miktarı (e) ve eksantrisite oranı (ɛ)
- Maksimum yağ filminin konumu,
- Yağ filminin bittiği konum.
Bu gruptaki değişkenler yatağın performansının ne kadar iyi olduğunu gösterir ve bu nedenle yatak performans faktörleri olarak dikkate alınabilir. Bu bakımdan bunlara “performans parametreleri” de denir. Bu sebeple, yatak tasarımında başlıca problem ikinci grup değişkenler için tatminkar limitleri belirlemek ve sonra bu limitleri aşmayacak şekilde birinci grup değişkenler için karar vermektedir. (Devam edecek)
(Kaynaklar: Şekercioğlu, T., “Makine Tasarımı Temel İlkeleri” Birsen Yayınevi; https://websitem.gazi.edu.tr/site/nihatgem/files; Tevrüz, T., “Makine Elemanları ve Konstrüksiyon Örnekleri”, Cilt 2, Çağlayan Kitabevi; Shigley J.E.,”Mechanical Engineering Design”, McGraw-Hill Book Company; Durak, E., Endüstriyel Yağlama Tekniği Ders Notları)
