Rulman nedir ?
Rulman hergün kullandığımız aletlerin, makinelerin içinde kullanılan döner elemandır. Rulmansız, sürtünmeden dolayı bozulacak olan aletleri, makineleri sürekli değiştirmek zorunda kalırdık. Aşağıda rulmanların temel olarak nasıl çalıştığını, genel rulman çeşitlerini ve yaygın kullanım alanlarını göreceğiz.
Rulmanın çalışma prensibi oldukça basittir. Dönen hemen hemen herseyde rulman kullanılmaktadır. Mesela kullandığınız arabanın tekeri büyük bir rulmandır aslında, çünkü o tekerin dönmesini sağlayan teker rulmanı kullanılmaktadır. Mesela, arabanın tekerinde dönen bir ekipman yerine kayan bir ekipman kullanılsaydı, o zaman arabanın yokuştan aşağıya inmesi hiç te kolay olmazdı.
Çünkü eğer eşyalar, makineler dönme yerine kayma prensibi ile çalışsaydı, aradaki sürtünme kuvvete neden olur bu da yavaşlama eyleminin gercekleşmesini imkansız hale getirecekti. Fakat iki yüzey arasında rulmanın kullanılması ile ortaya çıkan sürtünme kuvveti çok büyük oranda azalmaktadır.
Rulmanlar içinde barındırdıkları tane bilye ve tane masuralar vasıtası ile sürtünme kuvvetini azaltmaktadır. İki yüzey arasındaki sürtünme kuvvetini bu bilyeler ve masuralar karşılamaktadır. Böylece de mesela araba, yavaşça hareket edebilme ve minimum sürtünme ile hareket edebilmektedir.
Rulmanlar genel olarak ikii tip yüke maruz kalırlar, eksenel ve radyal yük. Rulmanın kullanıldığı uygulama alanına göre maruz kalacağı yük şekli değişkenlik gösterir. Her iki yüke maruz kaldığı durumlar da vardır. Elektrik motorlarında ve makaralı sistemlerde radyal yüke maruz kalan rulmanlar, bu durumda iki makarayı bağlayan kayışın gergisinden yük gelir. Bu durumda rulman tamamen eksenl yönde yük alır.
Mesela, arabaların tekerindeki rulmanlar hem eksenel hem de radyal yüke maruz kalır. Her iki yükü de karşılamak durumundadır. Radyal yük arabanın ağırlığından gelir. Eksenel yük ise arabanın dönüşlerinden ve uygulanan kuvvetten gelir.
Farklı amaçlarla farklı uygulama alanlarında kullanılan birçok rulman çeşidi vardır. Bunlar kısaca, bilyeli rulmanlar, masuralı rulmanlar, eksenel bilyeli rulmanlar, eksenel masuralı rulmanlar, konik makaralı rulmanlar ve konik eksenel rulmanlardır.
En yaygın kullanılan rulman grubu sabit rulmanlardır. Bu rulmanlar, yüzeye sürtünme olan yerlerde ve yağlama olan yerlede sıklıkla kullanılırlar. Sabit rulmanlar, hem münferit hem de münferit parçalar değildir diyebiliriz. Şöyleki, İçinden mil geçen delikle temasında rulman münferit değildir. Diğer parçalardan ayrı münferit olarak çalışmaz ( mil vb ) , bu gibi durumda münferit, diğer makine parçalarından ayrı bir parça diyemeyiz. Fakat, diğer taraftan baktığımızda, rulman metalinin katmanı olabilir ve ayırıcı bir manşon ile diğer parçalardan bağımsız şekilde çalışabilir. Bu tamamen kullanıldığı uygulama alanına göre değişiklik gösteren bir durumdur. Rulman, uygun ve yeterli yağlama, kabul edilebilir hassasiyet, yaşam ömrü, en düşük sürtünme kuvveti ile işletme ve bakım maliyetlerini düşürücü bir etkiye sahiptir. Kullanım alanları çok geniştir. Her uygulama alanına göre çeşitli şekillerde, ölçülerde, materyalde, yağlamada, değişik işleyiş prensibinde rulman vardır diyebiliriz.
Hız
Değişik rulmanlar, değişik işleyiş hız limitlerine sahiptir. Uygualama alanındaki hız maksimum derecede, orta derecede ve düşük derecede olmak üzere çeşitlenir. Devir rulmanları, genellikle, üründeki performansı rulmanın çapı “D” ve dakikadaki D” rotasyon yani devir oranına göre adlandırılır. Genelde, rulman tipleri arasında belirli hız ve devir değerleri mevcuttur. Sabit rulmanlar genelxe düşük devirdeki uyguala alanlarında kullanılırken, masuralı rulmanlar devrin daha fazla oldugu yerlede tercih edilir.
Oynama, Hareket
Bazı uygulama alanlarında, çeşitli yönlerde rulman değişik yük oranlarına mauz kalır ve uygulanan değişken yük oranlarına göre rulman uygulamada rolünü alır. Hareketin bir kaynağında rulman belirli aralıklarda hareket etmelidir. Mesela, 10 mm lik milde 12 mm lik deliği olan milde, 2 mm lik oynama payı vardır.
Kabul edilir hareket oranı tamamen kullanıma göre şekillenir. Örneğin, tekerlekli el arabası tekeri radyal ve eksenel yükleri destekler. Eksenel yük, sağa ve soğa yüzlerce Newton kuvvet yükler, bu da çeşitli yük değerlerine sahip olabilen el arabası gibi aletlerde kullanılması için uygun rulmanlar gerektiği anlamına gelir.
Sertlik
Hareketin ikinci kaynağı ise rulmanın elastikliğidir.Örneğin, biltalı rulmanların içindeki bilya, sert lastik gibidir. Yük altında kaldıgında yavas yavas düz şekle bürünür. Yuvarlanma yolu da elastiktir ve bilyanın elastikiyetine göre t-yuvarlanma yoluda şekillenir. Rulmanın sertliği, rulmandan ayrı olan parçaların rulmana olan uzaklıklarına göre uygulanan yüke göre çeştlilik gösterir.
Yaşam Ömrü
Rulmanın yaşam ömrü çeşidine ve uygulama alanına göre değişkenlik gösterir.
Bu rulmanların yaşam ömrü, maruz kaldıkları yük, sıcaklık, yağ seviyesi, materyal eksikliği, çalışma yeri hijyen durumu, montajlama ve elleçleme gibi bir çok faktöre bağlı olarak değişkenlik gösterir. Tüm bu faktörler rulman ömrü üzerinde önemli bir belirleyici özelliği vardır. Örneğin, bir uyglama alanında kullanılacak olan rulmnanın yaşam ömrü, rulmanın uygulama alanına takılmadan önce nasıl depolandığı, montajlandığı konusu bile değişkenlik gösterir, çünkü uygun depolanmayan rulmanların yağ oranları azalır ve bu durum da rulman ömrünü azaltıcı etkenlerden sadece biridir. Rulman yaşam ömrü istaristiksel olarak; rulmanlardan alınan numuneler her zaman için rulmanın ömründe çan eğrisi sistemi oluşturur. Alınan birkaç numunede rulman ömrü hakkında önemli ipuçları yakalanabilir.
Rulman ömrü değişkenlik gösterir çünkü, mikroskopik yapı ve kontaminasyon her zaman değişkenlik göstermektedir.
Sabit bilyeli rulmanlarda, bazı materyaller diğerlerine göre daha uzun yaşam ömrü sağlar.
Eğik bilyeli rulmanlar, materyallerinin elastik yapılarına güvenirler. Eğik bilyeli rulmanlar, düzenli olarak materyallerini eğebilirler. Bazı mateyaller düzenli eğildiklerinde başarısız olurlar, düşük yük altında çalışsalar da, fakat titiz materyal seçimi ve dikkatli rulman dizaynı ile eğik bilyeli rulmanların yaşam ömrü çok uzun olabilir.
Kısa ömürlü rulmanlar
Her ne kadar, genelde rulman ömrünün uzun olması tercih edilirse de bazı durumlarda bu gerekli değildir. Harris roket motoru pompası için geliştirdiği rulmanda birkaç saatlik yaşam ömrünün yeterli olacağını da biliyordu. Uzay bilim uygulama alanlarında kullanılan rulmanlar için füze atmosferden çıktıktan sonra rulman ömrünü tamamlamış olur. Bu da sadece birkaç dakika içinde gerçekleşir.
Harici faktörler
Rulmanın yaşam ömrü rulman üreticilerinin direkt kontrolünde olmayan birçok parametre nedeni ile de şekillenir. Örneğin, rulmanın montajlanması, çalışma sıcaklığı, dış çevresel faktörler, yağlamanın temizliği, rulmana uygulanan rulman akımı gibi faktörler rulmanı kullanan imalatçının kotrolünde olan ve rulman üreticisinin direkt müdahale edemediği faktörlerdir ki bu faktörler de rulman ömrünü ciddi oranda etkiler. O nedenle rulmanları imalathanede makineye monte eden, bakımını yapan ustabaşı ve mühendislerin bu konuda dikkatli olmaları rulman ömrü açısından önemlidir.
Bakım ve Yağlama
Birçok rulman tipi periyodik olarak bakım ve yağlamaya ihtiyaç duyar ki çıkabilecek sorunlar erken şekilde teşhis edilebilsin. Bazı manyetik rulmanlar ise daha az bakım gerektirebilir.
Yüksek devir altında çalışan birçok rulman, periyodik yağlanma ve temizlenme ihtiyacı duyar. Bu sayede ortaya çıkabilecek sıkıntıların önüne geçilmiş olur.
İyi ve düzenli yağlanan ve bakımı yapılan rulmanın yaşam ömrü de daha fazla olacaktır. Bazı uygulama alanlarında rulmanın yağlanması ve bakımının yapılması daha zordur. Mesela, taş kırma makinelerinin konveyörlerinde kullanılan rulmanlar sürekli zor ve aşındırıcı bir ortamda çalışır. Temizlemesi her zaman yapılamaz çünkü pahalıdır, taş kırma makinesi çalışmayı sürdürür sürdürmez rulmanlar tekrar pislenir ve aşırı toza matuz kalır. Bu sebeple, bu tarz uygulama alanlarında, en iyi bakım prgramı iyi bir şekilde yağlama sağlanması olacaktır. Temizlemeden daha çok yağlamanın iyi yapılması bu gibi uygulama alanlarında tercih edilmelidir.
Paketleme
Bazı rulmanlarda yağlama için kalın yağ kullanılır ve rulmanın tüm noktalarına ve yüzeyine sürülür. Bu tip yağlanan rulmanlar paketlenmeden önce yağ tutucu deri, plastik malzemelerle ya da kauçuk bezlerle sarılır ki yağ paketin içine sızıp kaybolmasın.
