Farklı malzemelerden yuvarlanma çiftlerine sahip bilyalı rulmanların tribolojik özelliklerinin karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada tamamı-çelik, tamamı-seramik ve hibrit rulman dediğimiz yuvarlanma elemanı seramik, bilezikleri çelikten olan rulmanlar incelenmiştir. Öncelikle seramik bilya ve çelik bilezikten oluşan hibrit rulmanlar hakkında bilgi verilmiş, seramiklerin özelliklerine değinilmiştir. Daha sonra hibrit rulmanlarla klasik çelik rulmanlar hakkında yapılan farklı çalışmalar incelenip özet olarak sunulmuştur. Elle tutulur sonuçları görebilmemiz amacıyla son kısımda tamamı çelik, tamamı seramik ve hibrit bilyalı rulmanlar için minimum film kalınlığı, temas alanı, maksimum temas basıncı ve deformasyonlar hesap edilmiştir. Hesaplamalar neticesinde seramik ve hibrit rulmanların klasik tamamı-çelik rulmanlara göre aynı yükte daha az deformasyona uğradığı görülmüştür. Buna karşılık temas alanları daha küçük dolayısıyla temas basınçları daha fazla çıkmıştır. Silindirik makaralı ve sabit bilyalı rulmanlar için benzer sonuçlar bulunmuştur. Ayrıca silindirik makaralı rulmanda minimum film kalınlıklarının malzemeden bağımsız olduğu saptanmıştır. Sabit bilyalı rulmanda ise seramik-çelik ve tamamı-seramik rulmanların minimum film kalınlıkları tamamı-çelik rulmandan az çıkmıştır. Çalışmanın sonunda sonuçlar tablo halinde verilip yorumlanmıştır.

In this study all-steel, all-ceramic rolling bearings and rolling bearings with ceramic rolling elements and rings made of steel, which are called hybrid bearings, are investigated. First, hybrid rolling bearings made of ceramic rolling elements and steel rings are introduced and properties of ceramics are given. After this, different researchs about hybrid rolling bearings and conventional steel bearings are investigated and presented as summaries. In order that we see tangible results, minimum film thickness, contact area, maximum contact pressure and deformations for rolling bearings made of fully steel, fully ceramic and hybrid rolling bearings have been computed in the last chapter. Calculation results gives us that ceramic and hybrid rolling bearings has smaller deformations compared to conventional all-steel rolling bearings, in the same loading conditions. On the other hand, contact areas were smaller and this resulted in bigger contact pressures. Similar results are founded for cylindrical roller bearings and deep groove ball bearings. Besides it is determined that minimum film thickness is independent from material in cylindrical roller bearings. But in deep groove ball bearings, minimum film thickness in ceramic-steel and all-ceramic roller bearings, is found to be thinner than all-steel roller bearings. At the end of the study all results are given as tables and then commented.