Genel rulman malzemelerinin seçimi için rehber

Taşıma malzemelerinin seçimi, mekanik sistemlerin güvenilirliği ve kullanım ömrünü doğrudan etkiler ve çalışma koşullarına (yük, hız, çevre) uyum sağlamayı gerektirir.Ana akım rulman malzemeleri üç türde sınıflandırılır: metal, metal olmayan ve gözenekli metal malzemeler. Aşağıda özelliklerinin ve uygulama senaryolarının teknik bir analizi bulunmaktadır.

I. Metal malzemeler: Yüksek dayanıklılık taşıma için temel seçim

1Taşıma alaşımları (Babbitt alaşımları/beyaz metaller)

• Kompozisyon ve Yapı: Antimon-tin (Sb-Sn) ve bakır-tin (Cu-Sn) sert taneleri içeren taban olarak teneke veya kurşun içeren yumuşak matris alaşımları.
• Ana Avantajları:
  • Yumuşak matris yüksek esneklik ve uyumluluk sağlarken, sert taneler aşınma dayanıklılığını arttırır.
  • Olağanüstü gömülebilirlik (kirlilik parçacıklarının gömülmesine izin verir, dergi çiziklerini önler) ve yapışkanlık aşınma özellikleri;
  • İyi termal iletkenlik (tarımsal ısı birikimini azaltır) ve yağ emişliği (yağlamayi iyileştirir).
• Sınırlar:
  ▪ Düşük dayanıklılık, bronz, çelik ya da dökme demir yastık kabuklarına 0.5 mm'lik ince bir kaplama yapması gerektirir.
  ▪ Yüksek maliyetli, ağır yüklü, orta hızlı ve sıkı yağlama gereksinimleri olan uygulamalar için uygundur (örneğin, buhar türbinleri, içten yanmalı motor ana şaftları).

2Bakır alaşımları

• Tipik Tipler:
  ▶Teneke Bronz: Orta hızlı ağır yük senaryolarında (örneğin, deniz pervanesi ocağı rulmanları) kullanılan mükemmel sürtünme karşıtı özellikler, ancak rulman alaşımlarına daha düşük uyumluluk;
  ▶Kurşun Bronz: Yüksek kriz karşıtı yetenek, yüksek hızlı ağır yükler için uygundur (örneğin, uçak motoru rulmanları);
  ▶Alüminyum Bronz: Yüksek dayanıklılık ve sertlik, zayıf kriz karşıtı, düşük hızlı ağır yüklerde (örneğin madencilik makineleri rulmanlarında) kullanılır.
• Ortak Avantajlar: Daha yüksek sertlik ve taşıma kapasitesi, daha iyi maliyet etkinliği sunar.

3Alüminyum bazlı alaşımlar

• Teknik Özellikler:
  • Düşük yoğunluk (bakır alaşımlarının yaklaşık 1/3'ü), güçlü korozyon direnci ve yüksek yorgunluk dayanıklılığı;
  • Bazı rulman alaşımlarını ve bronzları değiştiren monometallik bileşenler veya bimetallik yapılar (alüminyum bazlı kaplama + çelik destek) olarak üretilebilir.
• Başvurular: Araç motor rulmanları, orta yüklü yüksek hızlı senaryolarda kompresör rulmanları.

4. dökme demir (gri dökme demir/yaşama dayanıklı dökme demir)

• Güçlendirme mekanizması: Grafit kabuğu (lamellar veya nodüler) sınır yağlamasını iyileştirmek için yağlayıcı maddeleri emiyor.
• Sınırlar:
  ▪ Kırılgan ve uygunsuz, sadece hafif yüklü düşük hızlı uygulamalara uygundur (örneğin tarım makineleri, el aletleri rulmanları);
  ▪ Çarpışma yükü ortamları için uygun olmayan yağlama gerektirir.

II. Metal olmayan malzemeler: Özel ortamlar için çözümler

1Polimer Malzemeler (Plastik)

• Yaygın Tipler:
  ▶ Fenol reçine: Yüksek sıcaklığa dayanıklı (150°C), yüksek dayanıklılık, dişli kutusu rulmanlarında kullanılır;
  ▶ Naylon (PA): İyi kendi kendine yağlama, şok emicilik, tozlu ortamlar için uygundur;
  ▶ Polytetrafluoroetilen (PTFE): Çok düşük sürtünme katsayısı (0,04), korozyona dayanıklı, yağlanmadan kullanılabilir.
• Uygulama Sınırları:
  ▪ Sıcaklık iletkenliği zayıf (1/200 çelik), çalışma hızının (≤0.5m/s) ve basıncının (≤3MPa) kontrol edilmesini gerektirir;
  ▪ Yüksek doğrusal genişleme katsayısı (çeliğin 10 katı), metal rulmanlardan 2 ⁄ 3 kat daha büyük uygunluk boşlukları gerektirir;
  ▪ Düşük dayanıklılık ve sürünmeye eğilimli, hassas boşluk rulmanları için uygun değildir.

2Karbon-Grafit Malzemeleri

• Performans Avantajları:
  • Kendini yağlama, adsorbe edilmiş su buharına ve damıtılmış yağlayıcılara (örneğin, metaller, PTFE, molibden disülfür) dayanır.
  • Yüksek sıcaklığa dirençli (600°C'den fazla), korozyon direnci, vakum veya güçlü koroziv ortamlar için uygundur (örneğin kimyasal pompa rulmanları).
• Maddi Mülkiyet: Yüksek grafit içeriği daha düşük sertliğe ve daha düşük sürtünme katsayısına (0.08 kadar düşük) yol açar.

3Kauçuk ve Ahşap

• Kauçuk: Yüksek esneklik, kirlilik emişliği, su ile yağlanmış veya kirlenmiş ortamlarda kullanılır (örneğin atık su arıtma ekipmanlarının rulmanları);
• Ahşap: Yağla lekelenme için gözenekli yapı, tozlu ortamlar için uygundur (örneğin tekstil makineleri, tarım makineleri rulmanları), daha fazla aşınma direnci için yüzey işleme gerektirir.

III. Gözenekli Metal Malzemeler: Kendini yağlayan senaryolar için optimal

1Maddi İlke

• Üretim süreci: Metal tozları (özellikle demir/bronz) preslenir ve bir gözenekli yapıya dönüştürülür (porozluk% 10~35) ve yağla doymuş, yağla ıslatılmış rulmanlar oluşturmak için kullanılır.
• Yağlama mekanizması:
  ▶ Çalışma sırasında: Dergi dönerken ve sıcaklık yükseldiğinde yağ gözeneklerden sürtünme yüzeyine salınır.
  ▶ Durdurma sırasında: Kapillerin etkisiyle yağ tekrar rulmana çekilir ve bu da periyodik olarak kendi kendini yağlamasına olanak sağlar.

2Tipik Malzemeler ve Uygulamalar

• Gözenekli Demir: Orta yüklü düşük hızlı senaryolarda kullanılan daha yüksek dayanıklılık, örneğin değirmen kaplamaları, içten yanmalı motorun cam asası rulmanları;
• Gözenekli Bronz: İyi aşınma direnci, elektrik fanları, tekstil makineleri ve otomobil jeneratörü rulmanları için uygundur (yük ≤10MPa, hız ≤2m/s).
• Kullanım Önerileri: En iyi performans için düzenli olarak yağ doldurulması, darbe yükleri veya yüksek hızlar (> 3m/s) için uygun değildir.

Seçim Kararı Referansı

Sonuçlar

1. Ağır yük ve yüksek hız: Zorlu yağlama sistemleri olan rulman alaşımları veya kurşun bronzunu tercih edin;
2. Koroziv/yağsız ortamlar: PTFE plastikleri veya karbon-grafit malzemeleri kullanın, çevre uyumluluğu için bazı yük kapasitesini değiştirin;
3. Düşük maliyetli kendi kendine yağlandırma: Gözenekli metal malzemeler, düşük hızlı hafif yük senaryoları için idealdir.
   Yük, hız, sıcaklık ve çevresel ortam gibi parametreleri kapsamlı bir şekilde değerlendirerek ve malzeme fiziksel-mekanik özelliklerini maliyetle birleştirerek,rulmanların kullanım ömrü ve ekipmanların çalışma güvenilirliği önemli ölçüde artırılabilir..