PU sabit bilyalı rulmanların maksimum hızını genellikle hangi faktörler sınırlar?

Sınırlayıcı Hızın Profesyonel Sınırlayıcı Faktörleri PU Sabit Bilyalı Rulmanlar

PU (poliüretan) sabit bilyalı rulmanlar, mükemmel titreşim ve gürültü azaltma özellikleri ve aşınma dirençleri nedeniyle belirli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, geleneksel tamamen çelik rulmanlarla karşılaştırıldığında, PU dış katmanın özellikleri nedeniyle bunların sınırlayıcı hızları genellikle daha katı kısıtlamalara tabidir. Profesyonel analizler, PU sabit bilyalı rulmanların sınırlayıcı hızının öncelikle aşağıdaki dört faktör tarafından belirlendiğini göstermektedir.

PU Malzemelerin Termodinamik Sınırlamaları

PU sabit bilyalı rulmanların temel sınırlayıcı faktörü, poliüretan malzemenin ısıya ve sıcaklığa duyarlılığında yatmaktadır.

1. Sürtünme Isı Üretimi ve Sıcaklık Birikimi

Bir rulman yüksek hızda çalıştığında, yuvarlanma elemanları ve yuvarlanma yolları arasındaki sürtünmenin yanı sıra PU dış katmanının elastik deformasyonu ve toparlanması nedeniyle ısı üretilir. PU sabit bilyalı rulmanlarda, PU dış katman zayıf bir ısı iletkenidir ve ısı dağıtma verimliliği, metal dış halkanınkinden çok daha düşüktür.

Isı Birikimi Etkisi: Üretilen ısının hızlı bir şekilde dağıtılması zordur, bu da rulmanın genel çalışma sıcaklığının keskin bir şekilde artmasına neden olur.

Sıcaklık Yumuşama: PU malzemelerin (özellikle termoplastik poliüretan (TPU)) mekanik özellikleri sıcaklığa karşı oldukça hassastır. Cam geçiş sıcaklığı veya spesifik ısı saptırma sıcaklığı (tipik olarak çeliğinkinden çok daha düşük) aşıldığında, PU dış katmanının sertliği, elastik modülü ve yük taşıma kapasitesi hızla düşecektir.

Kalıcı Deformasyon: Yüksek sıcaklıklar aynı zamanda PU malzemenin termal yaşlanmasını ve kalıcı deformasyonunu hızlandırır, bu da dış halka profili doğruluğunun azalmasına neden olur, titreşimi ve sürtünmeyi daha da kötüleştirir, sonuçta rulman arızasına yol açan ve yüksek hızlı çalışmayı sınırlayan bir kısır döngü yaratır.

2. Yapışkan Isı Direnci

PU dış katman ile iç çelik yatak halkası arasındaki bağ kuvveti de sıcaklığa duyarlıdır. Yüksek sıcaklıklar yapışmanın bozulmasına, yapışmanın bozulmasına veya PU'nun soyulmasına neden olabilir. PU dış katman çelik halkadan ayrıldığında rulman çalışma kabiliyetini tamamen kaybedecektir. Bu nedenle yapıştırıcının maksimum çalışma sıcaklığı, rulmanın maksimum hızını sınırlayan darboğazlardan biri haline gelir.

Dinamik Gerilme ve Elastik Özellikler

PU malzemelerin elastik özellikleri titreşim sönümleme avantajları sunarken, yüksek dinamik stres altında önemli bir hız sınırlayıcı haline gelir.

1. Elastik Histerezis ve Enerji Kaybı

PU dış katman yük altında elastik deformasyona uğrar. Yüksek hızlı sürekli haddeleme sırasında bu elastik deformasyon ve toparlanma yüksek frekanslarda meydana gelir. Poliüretan önemli bir histerezis etkisi sergiler; bu da deformasyon ve geri kazanım süreci sırasında enerjinin kaybolduğu ve bunların hepsinin ısıya dönüştüğü anlamına gelir.

Isı Çarpması: Hız arttıkça deformasyon frekansı artar, bu da enerji kaybında ve ısı üretiminde doğrusal olmayan bir artışa neden olur. Bu, üst hız sınırını doğrudan sınırlayan bir diğer önemli iç ısı birikimi kaynağıdır.

2. Merkezkaç Kuvveti ve Deformasyon

Orta ve büyük PU sabit bilyalı rulmanlar için, PU dış katman üzerindeki merkezkaç kuvveti son derece yüksek hızlarda önemli ölçüde artar. PU malzemenin yoğunluğu çeliğe göre daha düşük olmasına rağmen, yüksek merkezkaç kuvvetleri dış halkada radyal genleşmeye veya sürünmeye neden olabilir.

Boyutsal Kararlılık Sorunları: Bu deformasyon, rulman ile montaj deliği arasındaki hassas uyumu bozabilir, bu da rulmanın dengesiz çalışmasına, titreşimin artmasına ve hatta rulmanın montaj yuvasından ayrılmasına neden olarak, mekanik tasarım açısından güvenli hızı sınırlayabilir.

İç Çelik Rulman Tasarımı ve Yağlama

PU sabit bilyalı rulmanın maksimum hızı aynı zamanda iç çelik rulmanın tasarımı ve bakımıyla da sınırlıdır.

1. İç Açıklık ve Kafes

PU sabit bilyalı rulmanlar tipik olarak standart sabit bilyalı rulman tasarımlarına dayanmaktadır. İç radyal açıklık ve kafes tipi maksimum hızı doğrudan etkiler.

Açıklık Seçimi: Yüksek hızlı çalışma sırasında rulman sıcaklıkları yükselir, çelik iç bileziğin ve yuvarlanma elemanlarının genleşmesine neden olur ve bu da boşluğun azalmasına neden olur. Uygun olmayan açıklık (örn. C2 boşluğunun çok küçük olması) yüksek sıcaklıklarda tutukluk yapmaya neden olabilir. Bu nedenle yüksek hızlara uygun bir boşluk derecesi seçilmelidir.

Kafes Malzemesi: Çelik ve plastik (naylon gibi) kafeslerin maksimum hızları farklılık gösterir. Naylon kafesler yüksek sıcaklıklarda yumuşama ve deforme olma eğilimindedir, bu da yatağın maksimum hızını daha da sınırlandırır.

2. Yağlayıcı ve Yağlama Yöntemi

PU sabit bilyalı rulmanın maksimum hızı aynı zamanda yağlama koşullarıyla da sınırlıdır.

Gres Ömrü: Ön yağlamalı yataklardaki gres, yüksek sıcaklıklarda hızla oksitlenip ayrışır, gres ömrünü kısaltır, yağlama arızasına ve sürtünmede keskin bir artışa yol açar. Bu nedenle hızın, gresin maksimum çalışma sıcaklığı aralığında sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.

Dış Yükler ve Çalışma Koşulları

Dış koşulların PU rulmanların maksimum hızı üzerinde kapsamlı bir etkisi vardır.

1. Radyal ve Eksenel Yükler

Rulmanın taşıdığı eşdeğer dinamik yük, izin verilen hızın belirlenmesinde önemli bir faktördür.

Yüksek Yük Sınırı: Daha yüksek yükler, yuvarlanma elemanları ile yuvarlanma yolları arasındaki temas gerilimini artırır, PU dış katmanının elastik deformasyonunu artırır ve daha fazla ısı üretir. Aşırı stres nedeniyle hızlı yorulmayı veya PU dış katmanının hasar görmesini önlemek için maksimum hızın buna göre azaltılması gerekir.

2. Isı Yayılım Ortamı

Bir yatağın ortam sıcaklığı ve ısı dağılım koşulları, onun kararlı çalışma aralığını doğrudan etkiler. Yüksek ortam sıcaklığı koşullarında rulmanın sıcaklık artış marjı azalır ve aşırı ısınmayı ve arızayı önlemek için hızın düşürülmesi gerekir. İyi ısı dağıtım tasarımı (etraftaki metal yapılar veya basınçlı hava soğutması gibi) izin verilen hızı belirli bir dereceye kadar artırabilir.