Yatak seçimi ve tasarım prosesleri;
-Uygun yatak tipinin seçimi,
-Güvenilir olabilecek yatak boyutlarının hesaplanması,
-Eğer ihtiyaçları karşılıyorsa yatağın performans analizinin incelenmesi,
-Yatak performansının optimuma en yakın oluncaya kadar tasarım ve boyutların geri besleme bilgileri ışığında tasarımın modifiye edilmesi şeklinde özetlenebilir.
Kaymalı yataklarda, sürtünme katsayısı (µ) ile sisteme uygulanan yükün projeksiyon alanına oranı ile hesaplanabilen ortalama yatak basıncı (P), yağlayıcının dinamik viskozitesi ve milin dönme hızı (n) arasındaki ilişki, triboloji disiplininde grafiksel olarak gösterilmekte ve literatürde bu değişim “Stribeck Eğrisi” olarak isimlendirilmektedir (Şekil 1). Bu grafik, tasarımcıya ve uygulamadaki teknik personele yağlamanın kararlılığını belirtmesi açısından önemlidir. Aşınmanın en az olduğu ve yatak tasarımı açısından arzu edilen çalışma şartı olarak tanımlanan hidrodinamik yağlama ile sınır veya ince film yağlamanın anlaşılması açısından da çok önemlidir. Eğer mil yüzeyi ile yatak yüzeylerindeki en büyük pürüz tepeleri bölgesinde dahi hız, yük ve yağın viskozitesi gibi çalışma parametreleri sayesinde emniyetli bir kalınlıkta basınçlı bir yağ filmi oluşturulursa, bu durum “Hidrodinamik Yağlama” olarak tanımlanabilir. Yükün çok büyük, hızın çok düşük olduğu çalışma şartlarına sahip bir uygulamada yağ filminin kalınlığı ve yağ film basıncı bu yükü taşımayacak büyüklükte olursa, yatak ve mil yüzeyleri arasına dışarıdan basınçlandırılmış yağ beslemesi yapılarak söz konusu bu yüzeyler arasında yine emniyetli kalınlıkta ve basınçta bir yağ filmi oluşturulabilir. Bu şartlarda oluşan yağlama tipi de “Hidrostatik Yağlama” olarak tanımlanmaktadır.
Şekil 1. Sürtünme katsayısının yatak parametreleri ile değişimi
İster hidrodinamik ister hidrostatik yağlama tipi olsun, arzu edilen kalın yağ filmi kararlı yağlama olarak tanımlanmaktadır. Şekil 1’de verilen grafikteki AB doğrusunun sağında kalacak şekilde seçilen parametrelerle çalışıldığında zamanla yağ sıcaklığının herhangi bir nedenle artması kaçınılmazdır. Sıcaklığın artması ile yağın viskozitesi düşeceğinden yatay eksendeki değeri de düşecek ve sola doğru hareket edilecektir. Yatay eksende sola doğru gelinmesi demek sürtünme katsayısı değerinin düşmesi demektir. Bu düşüş yağlayıcının kayması nedeniyle üretilecek ısıyı artıracak büyüklükte olmadığından, yağlayıcının sıcaklığı düşer. Böylece BA ordinatının sağ tarafındaki yağlama kendi kendini düzelttiği için Kararlı Yağlama olarak tanımlanmaktadır.
Diğer taraftan AB doğrusunun sol tarafındaki bölgede viskozitedeki bir düşüş sürtünme katsayısının büyümesine, bunun sonucu olarak da sıcaklığın artmasına yol açacaktır. Bu durumun tekrarlanarak devam etmesi ise mil ile yatak yüzeylerinin birbirine kaynamasına sebep olacaktır. Bu nedenle AB doğrusunun sol tarafında Kararsız bir yağlama özelliği göstermektedir.
Viskozitenin küçük olması değerinin küçük olması demektir. Bu ise yağ film kalınlığının çok incelmesi anlamına gelir. Sonuçta mil ve yatak yüzeylerinde metal-metal temasının olma ihtimalini artırır ve bu da daha büyük bir sürtünme katsayısı demektir. Buna göre C noktası, değerinin küçülmesi ile mil ve yatak yüzeylerinde metal-metal temasının başlangıcını gösteren bir Kritik Nokta olduğunu ifade etmektedir. Kritik noktayı etkileyen faktörler arasında en önemlilerini şöyle sıralamak mümkündür:
Yatak boşluğu: Mil ve yatak arasındaki boşluk küçüldükçe grafikteki eğri yukarıya doğru kayar, yani sürtünme katsayısı artar. Buna karşılık kritik nokta düşey eksene doğru yaklaşır ve böylece kararlı yağlama bölgesi de daha geniş bir bölgeye dönüşür.
Yağ kaçakları: Yatak uçlarında meydana gelen yağ kaçakları ve sızıntılar fazla olursa hidrodinamik basıncın çevre uzunluğu azalır ve basınç yayılışı etkilenir. Sürtünme katsayısının artmasına neden olabilir.
Yağ kanalları: Yatağın basınç bölgesinde yağ kanallarının bulunması yatak basıncının azalmasına yol açar. Bu ise kritik noktanın sağa doğru kaymasına neden olur.
Aktif yüzey: Yatağın aktif yük taşıyıcı yüzeyini azaltan her sebep yatak basıncının artmasına dolayısıyla değerinin azalmasına, yani kritik noktaya yaklaşmasına yol açar.
Yağlama kabiliyeti: Yatakta yağlama kabiliyeti yüksek olan bir yağın kullanılması kritik noktayı düşey eksene doğru yaklaştırır. Yani kararlı yağlama bölgesinin genişlemesine neden olur. (Devam edecek)
(Kaynaklar: Gemalmayan, N., 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)
