Dişli takımının değiştirilmesinden iki ay sonra rulman arızası meydana geldi.
Bir gıda işleme tesisi, Mart ayında bir konveyör köşe tahrik sistemindeki sonsuz dişli takımını değiştirdi. Mayıs ayında, tahrik sistemi aynı belirtiler ve aynı gürültü profiliyle tekrar arızalandı. Bakım ekibi başka bir dişli takımı sipariş etti ve teslimatı beklerken, arızanın nedenini doğrulamak için tahrik sistemini söktü. Sonsuz dişli çarkının diş yan yüzeyleri kusursuzdu - Mart ayındaki kurulumdan beri neredeyse hiç dokunulmamıştı. Sonsuz mil yatakları arızalanmıştı: sabit yatağın dış bileziğinde, eksenel aşırı yüklenme yorgunluğuyla tutarlı bir çatlak vardı.
Yapılan inceleme sonucunda şu tespit edildi: Konveyörde motordan sonsuz dişli miline V kayış bağlantısı kullanılmış ve milin çıkıntısına radyal yönde 2,5 kN'luk bir kayış gerilimi uygulanmıştı. Bakım ekibi dişli takımını değiştirmiş ancak rulmanları değiştirmemişti ve mevcut rulmanların (standart derin oluklu bilyalı rulmanlar, 6206 serisi) birleşik radyal ve eksenel yükü kaldırıp kaldıramayacağını yeniden hesaplamamıştı. Standart derin oluklu bilyalı rulmanlar, radyal yük değerlerinin yaklaşık 30%'si kadar eksenel yükü kaldırır. Bu mil üzerindeki birleşik rulman yükü, 6206 değerinin 1,8 katını aşıyordu. Dişli takımı değiştirilsin ya da değiştirilmesin, rulmanın arızalanması kaçınılmazdı.
Temel sorun: Sonsuz dişli milleri hem radyal yükleri (dişli ağının teğetsel kuvvetinden, dış kayış veya zincir geriliminden) hem de yüksek eksenel (itme) yükleri (solucan milini kendi ekseni boyunca dışarı doğru itmeye çalışan helisel ağ reaksiyon kuvvetinden) taşır. Derin oluklu bilyalı rulmanlar, en hafif uygulamalar dışında sonsuz dişli mil uygulamaları için yetersizdir. Açısal temaslı bilyalı rulmanlar veya konik makaralı rulmanlar (çift yönlü itmeyi karşılamak için sabit boşluklu veya arka arkaya düzenlemede), en hafif uygulamalar dışında tüm uygulamalarda sonsuz dişli mil için doğru özelliktedir.
Sonsuz Dişli Milinin Eksenel İtme Kuvveti — Neden Bu Kadar Büyük?
Sonsuz dişli tahrik sisteminde, dişlilerin birbirine temas ettiği noktadaki temas kuvveti, her bir şaft üzerinde etki eden üç bileşene ayrılır: teğetsel (tork üreten), radyal (dişli silindirine dik ayırma kuvveti) ve eksenel (şaft ekseni boyunca itme kuvveti). Helisel dişli çiftinde, eksenel itme kuvveti tipik olarak teğetsel kuvvetin 20-40%'si kadardır. Sonsuz dişli tahrik sisteminde ise bu ilişki temelde farklıdır ve sonsuz dişli şaftı için çok daha şiddetlidir.
Kritik nokta: 50:1 oranlı bir sonsuz dişli tahrik sistemi (q=12) için, sonsuz dişli miline etki eden eksenel itme kuvveti şöyledir: Teğetsel kuvvetin 4,17 katı Sonsuz dişli milinde. Çoğu mühendis, yatak yüklerini mil torkundan ve adım yarıçapından (teğetsel kuvveti veren) hesapladığı için, gerçek yatak eksenel yükünün yalnızca 24%'sini hesaplarlar. Yalnızca teğetsel kuvvet için boyutlandırılmış bir sonsuz dişli mili yatağı, eksenel yük için 4 kat daha küçük boyutlandırılmıştır. Bu, en yaygın sonsuz dişli yatağı tasarım hatasıdır.
Rulman Tipi Seçimi — Sonsuz Dişli Mili mi Yoksa Dişli Mili mi?
Sonsuz Dişli Mil — Sabit Yatak
Sonsuz dişli milinin sabit yatağı, hem radyal dişli kuvvetini hem de tam çift yönlü eksenel itme kuvvetini taşımalıdır. Arka arkaya (DB düzeni) veya yüz yüze (DF düzeni) monte edilmiş açılı temaslı bilyalı rulmanlar bu birleşik yük taşıma kapasitesini sağlar. Temas açısı (tipik olarak 25-40 derece), eksenel ve radyal kapasite oranını belirler; daha yüksek temas açısı daha büyük eksenel kapasite sağlar. Çoğu sonsuz dişli mili uygulaması için, 30 derece veya 40 derece temas açılı açılı rulmanlar uygundur.
Sonsuz Dişli Mil — Şamandıralı Yatak
Sonsuz dişli milinin itme kuvveti olmayan ucundaki yüzer yatak, yalnızca dişli ağından gelen radyal yük bileşenini ve dıştan gelen fazla yükü taşır. Milin eksenel termal genleşmesine izin verirken, eksenel kısıtlama kuvveti oluşturmaz. Eksenel yük iletilmediği için, yüzer pozisyon için standart derin oluklu bilyalı rulmanlar uygundur. Yüzer yatak yuvasının iç çapı, termal genleşmeyi karşılamak için genellikle küçük bir serbest eksenel harekete (0,3-0,8 mm) izin verecek şekilde boyutlandırılır.
Tekerlek Mili — Her İki Rulman
Sonsuz dişli mili, çıkış torkunu radyal olarak ve dişli tepkime radyal kuvvetini (Fr2) taşır. Dişli milindeki eksenel kuvvet (Fa2), sonsuz dişli milindeki radyal kuvvete (Fr1) eşittir ve genellikle dişli milinin radyal taşıma kapasitesine göre küçüktür. Çoğu durumda, standart derin oluklu bilyalı rulmanlar dişli mili uygulamaları için yeterlidir. Yüksek çıkış torklu uygulamalar için (M8+ modülü, D3 görev döngüsü), daha yüksek radyal yük kapasiteleri nedeniyle silindirik makaralı rulmanlar tercih edilebilir.
Sonsuz Dişli Mil — Harici Yük Ekleme
Sonsuz dişli mili, V kayışı veya zincir vasıtasıyla bir motordan tahrik edildiğinde, kayış/zincir gerilimi, milin çıkıntısına, dişli ağının radyal kuvvetini aşabilecek radyal bir kuvvet ekler. Bu dış kuvvet, taşıma yükü hesaplaması için dişli ağının radyal kuvvetine vektörel olarak eklenmelidir. Kayış gerilimi, kayış açıklığına dik olarak etki eder; dişli ağının radyal kuvveti ise mil-mil çizgisi boyunca etki eder. Sonuç, aralarındaki açıya bağlıdır. En kötü durum için, bunları doğrusal olarak ekleyin: F_taşıma = F_kayış + F_radyal_dişli ağı.
Sonsuz Dişli Uygulaması İçin Rulman Ömrü Hesaplaması — L10 Saat
ISO rulman ömrü hesaplaması (L10 - özdeş rulmanlardan 10% tanesinin yorulma nedeniyle arızalanmasının beklendiği ömür), açısal temaslı rulmanlar için radyal ve eksenel bileşenleri birleştiren eşdeğer dinamik rulman yükü P'yi gerektirir.
Çalışma Örneği: 50:1 Sonsuz Dişli Tahrik Sistemi, 3 kW, 1450 RPM Giriş Hızı
z1=1, z2=50, m=4, d1=48mm, d2=200mm, lambda=1.52 derece, verimlilik 62%
T2 = 3000 x 0,62 / (29,0 x pi/30) = 3000 x 0,62 / 3,036 = 612 Nm
Fa1 = 2T2/d2 = 2 x 612 / 0.200 = 6,120 N
Ft1 = 2T1/d1 = 2 x (3000/3.036×0.62)/(0.048 x 2) = ??? T1=P/(omega1) olsun = 3000/(1450x2pi/60) = 19.75 Nm; Ft1 = 2×19.75/0.048 = 823 N
6120/823 = 7,4x — sonsuz vida milinin eksenel hareketi, teğetsel hareketinin 7,4 katıdır.
Fr=1200N (ağ + kayış), Fa=6120N; katalogdan X=0,35, Y=0,57: P = 0,35×1200 + 0,57×6120 = 420 + 3488 = 3908 N
L10 = (32500/3908)^3 = 578 milyon devir; L10h = 578e6/(60×1450) = 6644 saat
Sadece radyal için yanlış boyutlandırılmış: P_yanlış = Fr = 1200N; L10h_yanlış = (28100/1200)^3/(60×1450) = görünür 56.000 saat — ancak gerçek Fa=6120N, 6210'u tamamen aşırı yüklüyor: 6210 eksenel kapasitesi ~30% C0=16500N = 4950N — 6120N bunu aşıyor
Sonsuz dişli rulmanlarında sık yapılan beş spesifikasyon hatası
| Hata | Neler ters gidiyor? | Doğru Yaklaşım |
|---|---|---|
| Sonsuz dişli şaft üzerinde derin oluklu bilyalı rulmanlar | DGBB, eksenel olarak yalnızca 30% radyal nominal değere kadar yük taşıyabilir. Sonsuz dişli milinin eksenel yükü, radyal yükün 4-7 katı olabilir. Eksenel yöndeki aşırı yüklenmeler, haftalar veya aylar içinde aşınma yorgunluğuna neden olur. | Sabit (eksenel) yatak konumunda açılı temaslı bilyalı rulmanlar (arka arkaya çift) veya konik makaralı rulmanlar. |
| Radyal yükte kayış veya zincir gerginliğini unutmak | V kayışının gerginliği, şaft çıkıntısı üzerinde radyal olarak 1.500-4.000 N olabilir. Bu değer dahil edilmezse, rulman Fr değeri önemli ölçüde düşük tahmin edilir. | Kayış gerilim kuvveti vektörünü ağdaki radyal kuvvete ekleyin. En kötü durum için gergin taraf + gevşek taraf kayış gerilimlerinin toplamını kullanın. |
| Sonsuz dişli mil yataklarının her ikisinin de sabit yatak olarak boyutlandırılması | Sonsuz dişli milindeki iki sabit yatak, termal genleşmeye karşı koyan eksenel bir kısıtlama oluşturur. Mil ısındıkça, her iki yatak da eksenel olarak ön yüklenir ve bu da yorulmayı hızlandırır. | Bir adet sabit (eksenel) yatak + bir adet hareketli yatak. Hareketli yatak, eksenel termal genleşmeye olanak tanır. |
| Katalogdaki tork değerini kullanarak rulman yükünü tahmin etme | Katalogda belirtilen çıkış tork değeri, nominal koşullardaki nominal torktur. Gerçek tepe torkları (başlangıç, aşırı yük) 2-3 kat daha yüksek olabilir ve orantılı olarak daha yüksek yatak yükleri oluşturabilir. | Yatak yükünü, katalogda belirtilen nominal tork yerine, en yüksek çalışma torkunda (çalışma torku x servis faktörü) hesaplayın. |
| Arızalı bir rulmanı değiştirirken rulman tipini dikkate almamak | Yanlış özelliklere sahip bir rulman arızalandığında, aynı yanlış özelliklere sahip bir yedek parça ile tekrar arızalanacaktır. Birebir değiştirme, tasarım hatasını devam ettirir. | Arızalı bir rulmanı değiştirirken, yedek parçayı sipariş etmeden önce orijinal spesifikasyonun doğru olup olmadığını doğrulayın. Arıza erken meydana geldiyse, asıl neden orijinal spesifikasyon olabilir. |
Güvenilir Mil ve Rulman Performansı için Hassas Üretim
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Kore'nin Daimi Gücü
Doğru rulman seçimi için rulman yükü verilerine sahip ürünler
Rulmanlarla ilgili Sıkça Sorulan Sorular
Sonsuz Dişli Yatak Seçimi — Makine Tasarım Mühendislerinden Gelen Sorular
Sonsuz dişli uygulamanız için taşıma yükü verilerini edinin.
Giriş gücünü, motor hızını, dişli oranını, montaj konfigürasyonunu ve dış yükleri belirtin. Korea Ever-Power, rulman seçimi hesaplamalarınızı desteklemek için rulman yükü verilerini (sonsuz mil eksenel itme kuvveti, her iki rulman konumundaki radyal yük) sağlar.
Editör: Cxm









