Radyal ve eksenel yük arasındaki fark nedir?

Radyal yük nedir?

Radyal yük, mil eksenine dik açıyla, bir yarıçap doğrultusunda etki eden kuvvettir. En yalın örnek yatay bir mile etki eden yer çekimidir: mil, yatak deliğinin tabanına bastırır. Kayış gergisi, zincir çekişi, düz dişliler arasındaki ayırma kuvveti, balanssızlık kuvvetleri ve mafsal pimindeki tepki kuvveti; hepsi radyaldir.

Kaymalı yatakta radyal yükü silindirik çalışma yüzeyi taşır. Mil deliğin tamamına değmez; yüklü bir yay üzerine oturur ve bu yay, tasarım hesabında iç çap × boy projeksiyon alanı olarak alınır. Silindirik burçta özgül yükün p = F / (d × L) olarak yazılmasının nedeni budur: aynı kuvvet, daha uzun ya da daha büyük çaplı bir burçta daha düşük basınç üretir.

Eksenel yük nedir?

Eksenel yük, baskı ya da itme yükü olarak da anılır; mil eksenine paralel etki eder. Mili enine bastırmaz, yatağın içinden geçirmeye çalışır. Kaynakları: pompa çarkının veya pervanenin tepkisi, helisel ve sonsuz vida dişlilerinin eksenel bileşeni, vida ya da iş mili boyunca oluşan sıkma kuvveti ve düşey bir milin ağırlığı.

Silindirik bir delik eksenel yük taşıyamaz; mil içinden kayıp gider. Eksenel yükü, eksene dik düz bir yüzey taşır: mil faturası ile yuva arasındaki baskı pulu, flanşlı burcun flanşı ya da mil faturasına dayanan silindirik burcun alın yüzeyi. Özgül yük, kuvvetin yatak yüzeyi alanına bölümüdür: p = F / A; burada A, pulun veya flanşın kanallar düşülmüş halka alanıdır.

Radyal ve eksenel yük örnekleri

Aynı makinede genellikle ikisi de bulunur. Ekskavatör bom pimi bomun ağırlığını ve kazma tepkisini radyal olarak taşır; kovaya gelen yan yükler ise pim uçlarında eksenel baskı oluşturur. Santrifüj pompa mili, çarkın hidrolik dengesizliğinden radyal, çarkın iki yüzü arasındaki basınç farkından eksenel yük görür. Araç tekerlek göbeği araç ağırlığını radyal, viraj kuvvetini eksenel olarak taşır.

Birleşik yükler ve nasıl taşındıkları

Mafsalların çoğu iki yükü aynı anda görür. Bunları üç düzenleme taşır. Ayrı baskı pullu silindirik burç her yükü kendi yüzeyinde tutar; her biri bağımsız boyutlandırılır ve bağımsız değiştirilir. Ağır iş makinelerinde olağan seçim budur. Flanşlı burç ikisini tek parçada birleştirir: silindirik kısım radyal yükü, flanş hafif ile orta arası eksenel yükü taşır ve aynı zamanda burcu yuvada konumlar. Üçüncü düzenleme, mil üzerindeki faturalara dayanan bir çift burçtur; küçük mekanizmalarda yaygındır.

Flanşlı burcun flanşı tam bir eksenel yatak değildir. İncedir, arka yüzü genellikle yağsızdır ve alanı küçüktür; bu yüzden sürekli eksenel yüke değil, konumlama yüküne ve ara sıra gelen baskıya uygundur. Eksenel bileşen önemliyse baskı pulu belirtin.

Her yük yatağa ne yapar?

Radyal yük, yüklü yay üzerindeki cidar basıncını, yağla yağlanan yatakta hidrodinamik filmi ve çalışma boşluğu üzerinden milin merkezden ne kadar kaçtığını belirler. Malzemeye göre fazla gelen radyal yük, yatak tabakasında plastik akmaya (bronz ve bimetal), polimerde soğuk akmaya (PTFE, POM) ya da çevrimsel yük altında yorulma çatlaklarına yol açar. Eksen kaçıklığı ise yayılı radyal yükü deliğin bir ucunda kenar yüküne çevirir; mafsallarda erken burç arızasının en yaygın nedeni budur.

Eksenel yük, baskı yüzeyindeki yüzey basıncını belirler. Baskı yüzeyleri küçüktür ve kayma hızları yarıçapla arttığı için aynı basınçta silindirik burçtan daha sıcak çalışır; ilk aşılan genellikle yük sınırı değil PV sınırıdır. Yağlayıcı yüzeye radyal kanallarla götürülmelidir; silindirik burçta olduğu gibi yandan giremez.

Özgül yük p ve kayma hızı v, malzemenin p maks, v maks ve (p·v) maks değerleriyle ayrı ayrı karşılaştırılır. Bir sınıra dayanmak diğerlerine pay bırakmaz.

Yük dağılımını değiştiren etkenler

Nominal hesap, yükün projeksiyon alanına eşit yayıldığını varsayar. Uygulamada birkaç etken bu tabloyu bozar.

• Mil ile yuva arasındaki eksen kaçıklığı radyal yükü deliğin bir ucunda yoğunlaştırır (kenar yükü). Kendinden ayarlı yapılar, daha kısa burçlar veya küresel oturma yüzeyi bunu azaltır.
• Boy/çap oranı: uzun ve ince bir burç (L/d yaklaşık 1,5 üzeri) eksen kaçıklığına daha duyarlıdır; kısa bir burç (L/d 0,5 altı) daha az yük taşır ve daha fazla yağlayıcı kaçırır.
• Çalışma boşluğu: boşluk azsa film beslenemez ve yatak sarar; fazlaysa mil merkezden kaçar ve yön değiştiren yük altında darbe yapar.
• Yuva rijitliği: ince ya da yarıklı bir yuva, burcun yük altında şekil değiştirmesine izin verir; delik yuvarlak kalmaz.
• Darbe ve yön değişimi: çevrimsel ve yön değiştiren yükler yatak tabakasını sabit yükten daha düşük basınçta yorar; statik değil dinamik yük sınırı geçerlidir.
• Isıl genleşme: sıcaklıkta mil, burç ve yuva farklı oranlarda büyür ve boşluk değişir; boşluk montaj sıcaklığına değil çalışma sıcaklığına göre belirlenir.

Özgül yük nasıl hesaplanır?

İç çapı d, boyu L olan ve F radyal kuvvetini taşıyan silindirik burçta özgül yük p = F / (d × L) olur. İç çapı d₁, dış çapı d₂ olan ve F eksenel kuvvetini taşıyan baskı pulunda yüzey alanı A = π (d₂² − d₁²) / 4 eksi kanallar, özgül yük p = F / A olur. Dönen silindirik burçta kayma hızı v = π d n / 60 (d metre, n dev/dk); pulda ortalama çap (d₁ + d₂) / 2 kullanılır.

Örnek hesap: 60 kN radyal yük taşıyan 50 mm iç çap × 60 mm boy bronz silindirik burç p = 60.000 / (50 × 60) = 20 N/mm² ile çalışır. 30 dev/dk’da kayma hızı π × 0,050 × 30 / 60 = 0,079 m/s, dolayısıyla p·v = 1,6 N/mm²·m/s. Her iki değer daha sonra seçilen malzeme için yayımlanan sınırlarla karşılaştırılır.

Yatak yükü hesaplayıcımız bu hesabı silindirik burçlar ve pullar için yapar. Çalışma koşulu bir sınıra yakınsa talebinizle birlikte gönderin; malzemeyi buna göre teyit ederiz.

Yüke göre yatak elemanını seçmek

Ağırlıklı olarak radyal yük için silindirik burç belirtin ve p ile p·v değerlerine göre boyutlandırın: ağır ve yavaş çalışmada gresli bronz, bimetal veya sertleştirilmiş çelik; mafsalın greslenemediği yerde PTFE kompozit, grafit tıkalı bronz veya sinter bronz. Ağırlıklı olarak eksenel yük için aynı malzemelerden baskı pulu belirtin ve yağlayıcıyı radyal kanallarla yüzeye götürün. Birleşik yükte, baskı sürekliyse silindirik burç + pul; konumlama ya da ara sıra gelen bir yükse flanşlı burç kullanın.

Düzenleme ne olursa olsun, yükün yönünü, büyüklüğünü ve çalışma çevrimini talebe yazın. Çizim geometriyi gösterir; hangi malzemenin orada ayakta kalacağını yalnızca yükler söyler.