ISO 281 Rulman Ömrü Hesaplayıcısı

ISO 281 temel nominal ömrü, milyon devir cinsinden L10 = (C/P)^p bağıntısıyla verilir; aynı ömür çalışma saati olarak L10h = (10^6 / (60 n)) × (C/P)^p eder. Üs, bilyeli rulmanlarda 3, makaralı rulmanlarda 10/3 değerindedir ve çıkan sonuç, makinedeki tek bir rulman için bir tarih değil, bir rulman topluluğu için istatistiksel bir ömürdür.

Denklem

• L10 = (C / P)^p, milyon devir cinsinden
• L10h = (10^6 / (60 n)) × (C / P)^p, çalışma saati cinsinden

C, belirtilen rulman için katalogdan alınan temel dinamik yük sayısıdır. P, rulmanın gerçekte taşıdığı eşdeğer dinamik yüktür. n ise dakikadaki devir sayısıdır. 10^6 / (60 n) çarpanının bir marifeti yoktur: milyon devri saate çevirir, çünkü 60 n, milin bir saatte yaptığı devir sayısıdır.

Önemli olan yalnızca C ile P’nin oranıdır, iki sayının kendisi değil. Yük sayısı 52,7 kN olup 8,5 kN taşıyan bir rulman ile yük sayısı 527 kN olup 85 kN taşıyan çok daha büyük bir rulman, aynı devirde tıpatıp aynı nominal ömre sahiptir.

Üs

Bilyeli rulmanlarda üs 3, makaralı rulmanlarda 10/3’tür. Makara yükünü bir noktada değil bir çizgi boyunca taşır; uyarlanan üs de buna göre daha diktir, yani yükte aynı oranda yapılan bir azaltma makaralı bir rulmana bilyeliden biraz daha fazla ömür kazandırır. Yanlış olanı seçmek sessiz bir hatadır, çünkü iki üs de son derece makul görünen bir sayı döndürür.

Doğruluğun kaybolduğu yer P

Salt radyal yükte P, radyal kuvvetin kendisidir. Bileşik yükte X çarpı radyal kuvvet artı Y çarpı eksenel kuvvettir; X ve Y, o rulman için katalogdan alınır. X ile Y için genel bir formül yoktur, çünkü denkleme değil rulmana aittirler.

Bu giriş diğerlerinin hepsinden önemlidir, çünkü P’nin küpü alınır. Kayış gerginliği hesabından çıkarılmış bir radyal kuvvet, kimsenin ölçmediği bir eksenel kuvvet, çizimde görünmeyen bir eksen kaçıklığı: bunların hepsi P’nin içine düşer ve hepsi küplenir. Yüzde elli belirsizlik taşıyan bir yükün üzerine kurulmuş üç haneli bir cevap süs niteliğindedir.

Güvenilirlik ve a1 katsayısı

Temel nominal ömür yüzde 90 güvenilirlikte tanımlanır. Anlamının tamamı budur: özdeş rulmanlardan oluşan büyük bir grubun yüzde 90’ı bu ömre ulaşır, yani her ondan birinin daha erken bozulması beklenir. Daha yüksek bir yaşama olasılığı isteniyorsa ISO 281, ömrü çarpan bir a1 katsayısı verir.

Bu sütun bir fiyat listesi gibi okunur. İsteri yüzde 90’dan yüzde 99’a taşımak, ömrün yalnızca dörtte birini bırakır; oysa ne rulman değişmiştir ne de yük. Güvenilirlik temeli belirtilmeden verilen bir ömür sayısının göründüğü kadar şey söylememesinin nedeni de budur: aynı yük altındaki aynı rulmanın burada, yalnızca hangi yaşama olasılığının istendiğine bağlı olarak altı farklı ömrü vardır.

Her şeyi yük belirler

Bilyeli bir rulmanda ömür, C bölü P değerinin küpüyle değişir; yani yükü yarıya indirmek ömrü sekiz katına çıkarır. Bir yükte bir yıl dayanan rulman, o yükün yarısında sekiz yıl dayanır.

Kısa ömürlü bir rulman hakkında sorulacak yararlı soru bu yüzden neredeyse hiçbir zaman hangi markanın alınacağı değil, onu neyin yüklediğidir. El yordamıyla ayarlanmış bir kayış gerginliği, mili çeken bir kaplin, en yüksek verim noktasından epeyce uzakta çalışan bir pompa, gevşek bir ayak: hepsi yük ekler, hepsi P’nin içine düşer ve hepsinin düzeltilmesi, sürekli geri gelen bir rulmandan ucuzdur.

Yük, yük sayısının yarısını aştığında

Temel dinamik yük sayısının kabaca yarısının üzerinde temas gerilmesi, ömür denkleminin uyarlandığı aralığın dışına çıkar ve denklemin döndürdüğü sayı fazla bir şey ifade etmez. Hesaplayıcı, sonucu sessizce basmak yerine bunu söyler. P, C’nin yarısından büyükse denetlenmesi gereken şey aritmetik değil, yük durumu ve rulmanın bu yük için doğru boyda olup olmadığıdır.

Çözümlü örnek

Temel dinamik yük sayısı 52,7 kN olan bilyeli bir rulman, 1480 dev/dak devirde 8,5 kN eşdeğer dinamik yük taşıyor.

• C / P = 52,7 / 8,5 = 6,20
• L10 = 6,20^3 = 238,3 milyon devir
• L10h = (10^6 / (60 × 1480)) × 238,3 = 11,26 × 238,3 = 2684 saat
• Yılda 8000 çalışma saatiyle, yaklaşık yılın 0,3’ü

Yüzde 95 güvenilirlikte a1 katsayısı 0,64’tür ve 0,64 × 2684 = 1718 saat eder. P, 26,35 kN’luk yarım yük sayısına karşılık 8,5 kN’dur; yani denklem, uyarlandığı aralığın epey içinde kullanılmaktadır.

İki bin yedi yüz saat, aşırı yüklendiği açık olmayan bir rulman için kısa bir ömürdür ve bunu yapan devirdir: 1480 dev/dak’ta o 238 milyon devir, kesintisiz çalışmada dört aydan biraz kısa sürede tükenir. Aynı yük altındaki aynı rulman, devrin onda birinde on katı saat gösterirdi; çünkü saat, devir sayısının devre bölümüdür ve L10 zamandan hiç haberdar değildir.

Sayının içermediği şeyler

Söz konusu olan temel nominal ömürdür: temiz, iyi yağlanmış ve doğru monte edilmiş koşullarda, özdeş rulmanlardan oluşan büyük bir grubun yüzde 90’ının ulaştığı ömür. ISO 281 ayrıca yağlamayı ve kirliliği hesaba katan düzeltilmiş bir nominal ömür tanımlar ve gerçek bir makinede bunlar genellikle buradaki aritmetikten daha belirleyicidir. Kirli gresle beslenen bir rulman temel nominal ömrüne ulaşmaz ve denklemin bundan haberi olmaz.

Bu yüzden sonucu tahmin değil, tavan olarak okuyun. Hesaplanan ömrün epey altında kalan bir rulman, montaja, yüke ya da yağlamaya dair bir sorudur; neredeyse hiçbir zaman rulmanın kendisine dair bir soru değildir.