Mil Hizalama Eğitimi
Hizalamayı bir hesap olarak ele alan çalışma kitabı: kaplinler, yumuşak ayak ve boru zorlaması, çevre-yüzey, ters komparatör ve lazer, kaçıklık ve şim hesabı.
Her makinenin malzemesini, ayaklarından mil eksenine kadar olan yüksekliğini ve çalıştığı sıcaklığı girin; hesaplayıcı her milin yükselmesini ve aradaki farkın gerektirdiği soğuk düşey kaçıklığı versin. Soğuk hizalama hedef değildir; çiftin ısındığında hizaya gelmesini sağlayan başlangıç konumudur.
Kural
Büyüme, bir uzunluğun, bir katsayının ve bir sıcaklık artışının çarpımıdır:
büyüme = yükseklik × genleşme katsayısı × (çalışma sıcaklığı − hizalama sıcaklığı)Yükseklik milimetre, katsayı derece başına metre başına mikrometre olarak verildiğinde sonuç milimetre çıkar. Karbon çeliği için bu, her derecede metre başına kabaca 12 mikrometre eder. Hesaplayıcının döndürdüğü her değeri hızlıca sınamak için akılda tutmaya değer bir sayıdır. Hizalandığı sıcaklığın 30 derece üzerinde çalışan 400 mm’lik bir eksen yüksekliği 0,4 × 12 × 30 mikrometre, yani yaklaşık 0,14 mm verir.
Yalnızca fark önemlidir
0,21 mm yükselen bir pompa sorun değildir. 0,08 mm yükselen bir motora bağlı, 0,21 mm yükselen bir pompa ise çalışmaya başladıktan bir saat sonra ortaya çıkan ve makine çalıştığı sürece kalan 0,13 mm’lik bir kaçıklıktır.
Hesaplayıcının iki makineyi birden istemesinin nedeni budur. Soğuk hedef, farkın tersidir: daha çok büyüyecek olan makine o kadar alçak bırakılır ki ikisi aynı hizada buluşsun.
Aynı malzemeden ve aynı sıcaklıktaki iki makine bile farklılaşabilir, çünkü yükseklikleri farklıdır. Uzun bir motor ile alçak bir pompa aynı sıcaklık artışında farklı miktarda büyür.
Yaygın genleşme katsayıları
| Malzeme | Derece başına metre başına µm |
|---|---|
| Dökme demir | 10,8 |
| Karbon çeliği | 11,7 |
| Paslanmaz çelik, östenitik | 17,3 |
| Pirinç | 18,7 |
| Alüminyum | 23,1 |
Östenitik paslanmaz, karbon çeliğinden yaklaşık yarı yarıya daha fazla genleşir. Paslanmaz bir proses pompasının dökme demir bir motorla eşleşmesi, insanları en sık şaşırtan bileşimdir; ikisi de metal görünür ve neredeyse yüzde 60 farklı davranır.
Yanlış yapılan ölçüm
Şim düzleminden mil eksenine ölçün. Şim düzlemi, ayakların alt yüzeyi, yani şimlerin girdiği yerdir; çünkü hareket edemeyen yüzey odur. Altında kalan her şey şaseye ve temele aittir ve sıcaklık artışının üzerinde çalıştığı şey değildir.
Etiketteki mil yüksekliği gövdenin montaj yüzeyinden ölçülür. Bu çoğu zaman aynı düzlemdir, ama aynı olacağının garantisi yoktur. Makine bir ara şase, takoz ya da yükseltilmiş bir kaide üzerinde oturuyorsa ikisi tam da cevabı yanlış kılacak kadar farklıdır.
Kullanılacak sıcaklık
Hizalama sıcaklığı, okumalar alındığı andaki metal sıcaklığıdır; hava sıcaklığı değil. Isıtılmayan bir salonda kış sabahının ilk saatinde hizalanan bir makine, aynı salonda vardiya sonunda hizalanan bir makineyle aynı yerden başlamaz.
Çalışma sıcaklığı ise makine değişmeyi bırakacak kadar uzun süre çalıştıktan sonra yatak gövdelerindeki metal sıcaklığıdır; büyük bir makinede bu birkaç saat sürebilir. Ölçümü erken almak yükselmeyi olduğundan küçük gösterir.
Çözümlü örnek
Ayaklarından 350 mm yukarıda mil ekseni bulunan, 75 °C’de çalışan dökme demir bir pompa. Onu, ekseni ayaklarından 280 mm yukarıda olan ve 45 °C’de çalışan karbon çeliği bir motor tahrik ediyor. İkisi de 20 °C’de hizalanmış.
Pompa 0,350 × 10,8 × 55 ÷ 1000 = 0,208 mm yükselir. Motor 0,280 × 11,7 × 25 ÷ 1000 = 0,082 mm yükselir.
Burada sabit makine pompa, hareket eden ise motordur; dolayısıyla fark 0,082 − 0,208 = −0,126 mm’dir. Motor, pompadan 0,126 mm daha az büyüyor. Sıcakken hizaya gelmesi için motor soğukken 0,126 mm yüksek bırakılır.
1480 dev/dak’ta sahada kullanılan kural, kabul edilebilir kaçıklığı 0,074 mm, çok iyi kaçıklığı 0,037 mm verir; yani 0,126 mm, çok iyi değerin üç katından fazla, kabul edilebilir değerin ise bir buçuk katından fazladır. Bu çifti soğukken sıfıra hizalamak, çalıştıkları her saat onları tolerans dışında bırakır ve lazerle ne kadar özenli çalışılırsa çalışılsın bu görünmez.
Aritmetiğin cevap olmaktan çıktığı yer
Hesap, iki makinenin de kararlı bir sıcaklığa ulaştığını ve serbestçe yukarı doğru genleştiğini varsayar. Gergin borulamayla tutulan, kendisi de ısınan bir temel üzerinde oturan ya da bir tarafı diğerinden fazla ısınan bir makine, sayıların söylediğini yapmaz.
Hesap, yana doğru hareket hakkında da hiçbir şey söylemez; oysa makineler yana doğru hareket eder. Bir ucundan sabitlenmiş bir gövde diğer uca doğru büyür, dolayısıyla sıcak bir pompa yükseldiği kadar yatayda da yol alabilir; sonuç, ancak makine sıcaklığa geldiğinde ortaya çıkan bir yatay kaçıklıktır. Büyüme düşeyde önem taşıyacak kadar büyükse yatayda da önem taşıyacak kadar büyüktür ve yatay kısım bu sayfadan okunarak değil ölçülerek bulunur.
Kritik olan her yerde bunun yerine çalışma konumunu ölçün. Bu, ısınma boyunca yerinde bırakılan lazer braketleri, yaklaşım probları ya da duruştan hemen sonra sıcakken hizalayıp neyin değiştiğini kaydetmek anlamına gelir. Hesap doğru başlangıç noktasıdır ve yanlış son sözdür.
Sık sorulan sorular
Mil hizalamasında termal büyüme nasıl hesaplanır?
Ayakların altındaki şim düzleminden mil eksenine kadar olan yükseklik, malzemenin genleşme katsayısıyla ve sıcaklık artışıyla çarpılır. Karbon çeliğinde katsayı her Celsius derecesi için metre başına yaklaşık 11,7 mikrometredir. Hizalandığı sıcaklığın 30 derece üzerinde çalışan, 400 mm eksen yüksekliğine sahip bir makine yaklaşık 0,14 mm yükselir.
Hesapta hangi yükseklik kullanılır?
Şim düzleminden, yani ayakların alt yüzeyinden milin merkezine kadar olan düşey mesafe. Zeminden değil, şasenin üstünden değil ve etikette yazan mil yüksekliğinden değil; o değer gövdenin montaj yüzeyinden ölçülür. Ayaklar cıvatalıdır ve hareket edemez, dolayısıyla yukarı doğru genleşen şey onların üzerinde kalan her şeydir.
Bir makine neden bilerek kaçık hizalanır?
Çünkü önemli olan hizalama çalışma sıcaklığındaki hizalamadır, okumalar ise soğukken alınır. İki makine farklı miktarda büyürse milleri çalışmaya başladıktan sonra birbirine göre yer değiştirir. Soğuk kaçıklığı bu farka eşit ve ters yönde bırakmak, çiftin ısındığında hizaya gelmesini sağlar. Soğukken kusursuz hizalanmış bir makine, çalıştığı her saat kaçıktır.
Yaygın makine malzemelerinin genleşme katsayıları nedir?
Karbon çeliği derece başına metre başına yaklaşık 11,7 mikrometre, dökme demir yaklaşık 10,8, östenitik paslanmaz çelik yaklaşık 17,3, pirinç yaklaşık 18,7 ve alüminyum yaklaşık 23,1. Fark önemlidir; aynı yükseklikte ve aynı sıcaklık artışındaki paslanmaz bir pompa gövdesi ile dökme demir bir motor gövdesi aynı yere varmaz. Kimya tesislerinde sık karşılaşılan bir sürpriz kaynağıdır.
Termal büyüme ne zaman hesaplanmak yerine ölçülmeli?
Makine serbestçe büyüyemiyorsa. Gergin borulama, ısınan bir temel, bir taraftan diğerinden fazla ısınma ya da destekleri tarafından tutulan bir gövde aritmetiği boşa çıkarır; çünkü aritmetik, düzgün bir sıcaklıkta serbest düşey genleşme varsayar. Kritik makinelerde dürüst cevap, çalışma konumunu doğrudan ölçmekten gelir: lazer braketleri yerinde bırakarak ya da yaklaşım probu kullanarak.
Bu aracın arkasındaki çalışma materyali
Hesaplayıcı size sayıyı verir. Bu ders kitapları o sayının ne anlama geldiğini ve onu üreten ölçümün nasıl alınması gerektiğini anlatır.
Mil Hizalama ve Sahada Balans Alma Deneme Sınavı
Her iki konuyu kapsayan tek sınav: kaplinler ve ön kontroller, kaçıklık, açısal kaçıklık ve şim hesabı, termal büyüme, makine katarları ve vektörel balans hesabı.