Rulmanlı yataklardaki aşınma ve yorulma mekanizmalarının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, rulmanlı yataklardaki aşınma ve yorulma mekanizmalarını incelemek amacıyla yeni bir deney düzeneği tasarlanarak imal edildi. Söz konusu deney düzeneğinde, tek sıralı sabit bilyalı rulmanların aşınma ve yorulma davranışları farklı yük, mil hızı ve yağ debisi şartlarında incelen di. Sözü edilen rulmanların çalışma sıcaklıklarının, radyal yüke, yağ debisine ve devir sayısına göre değişimleri belirlendi. Deney rulmanları ışık (optik) ve elektron metalografisi, X-ışınları mikroanaliz yöntemleri ve mikrosertlik ölçümleriyle incelendi. Yapılan deneylerde, yağlama yağının ve rulmanların çalışma sıcaklıklarının uygulanan yük ve mil hızı ile doğru orantılı, yağ debisi ile ters orantılı olarak değiştikleri gözlendi. Yüksek hızlarda çalışan rulmanlı yataklarda, ilk hasarın kafeste meydana geldiği gözlendi. Ağır yük, yüksek mil hızı ve yetersiz yağlama gibi aşırı şartlar altında çalışan rulmanların elemanlarında bazı yapısal değişimler ile aşınma ve yorulma belirtilerine rastlanıldı. Söz konusu değişimlerin, rulman elemanlarının yüzeylerinde sert ve gev rek bir martenzit tabakası ile bunun altında yer alan aşırı menevişlenmiş martenzit bölgesinin oluşumuna neden oldukları görüldü. Söz konusu yapısal değişimlerin, metal-metal sürtünmesi ile meydana gelen aşırı ısınma ve soğumadan kaynaklandığı sonucuna varıldı. Rulmanlı yatak elemanlarının yüzeylerinde meydana gelen yapısal değişimlerin, elemanlar arasındaki sertlik dengesini bozarak, aşırı aşınmaya ve hasara yol açtığı gözlendi. Bunlardan başka, rulmanların iç bilezikleri ile yuvarlanma elemanlarının yüzeylerinin altında, kayma gerilmelerinin en büyük değere ulaştığı derinlikte, siyah dağlama bölgeleri içerisinde uzayarak yönlenmiş yapılar ile bazı kalıntıların etrafında kelebek şeklini almış dönüşüm ürünlerine rastlanıldı. Söz konusu yapısal değişimlerin gerilme etkisiyle meydana geldikleri ve çatlak oluşumuna neden oldukları sonucuna varıldı. Yapılan değerlendirme sonucunda, rulmanlı yataklarda yüzeyde ve yüzey altında meydana gelen yapısal değişimlerin aşınma ve yuvarlanma yorulması mekanizmalarını hızlandırarak, söz konusu yatakların çalışma ömürlerini önemli ölçüde kısalttıkları belirlendi.