Kayma-Yapışma Fenomenine Karşı Koyma: Mikroskobik Yağlayıcı Rezervuarlı Dişli Profiller

Yük altında > 20 N/mm2 yüzey basıncına maruz kalan ve düşük çevresel hızlarda çalışan sonsuz dişli vidalı krikolardaki diş profilleri sürekli yağlama gerektirir. Bornemann hassas dişleri çözümün bir parçasını sunar.

Aniden gıcırdayan dişler deneyimli makine operatörleri için alarm verir. Deneyimler, bir sistemin arızalanmasının çok uzun sürmeyeceğini göstermiştir. Gıcırdama bir aşınma belirtisidir ve özellikle ağır hizmet tipi kaldırma teknolojisi alanındaki rulmanlarda, kılavuzlarda ve dişli millerde meydana gelme olasılığı yüksektir. Nedeni: yağlama eksikliği. Sonuç: yapışma-kayma. İki katı cisim – diş söz konusu olduğunda mil ve somun – sarsıntılı bir hareketle birbirlerine temas eder. En kötü durumlarda, mikro kaynak veya soğuk kaynakla sonuçlanabilir. Peki yağlayıcı üreticisi mi suçlu?

“Hayır” diyor Bornemann Gewindetechnik Genel Müdürü Moritz von Soden. “Bu o kadar basit değil. Yapışma-kayma fenomeninin birçok nedeni vardır. Genellikle çeşitli farklı etkilerin bir kombinasyonudur. Ancak bana göre, bir dişin optimum hizmet ömrünü sağlamanın temeli tasarımındadır. İplik yüzeyinin kalitesi önemli bir faktördür.”

Diş yanakları için optimum yağlama – yapışma-kayma fenomenine karşı yağlama cepleri

Yapış-kayma fenomeni veya basitçe yapış-kayma, genellikle bir ara malzeme veya yağlayıcı temas eden yüzeyleri ayırır ayırmaz kaybolur. Etkisi ayrıca yağlayıcının elastomer malzemelerle uyumluluğuna, geri akış davranışına, yağın dağıtımına ve korozyon koruma seviyesine de bağlıdır.

Bir diğer belirleyici faktör de mil/somun sistemindeki malzeme kombinasyonudur. Örneğin, küresel dökme demir ve çelik eşleşmesinde, her iki malzemedeki demir içeriği soğuk kaynağı teşvik edebilir.

Bornemann Gewindetechnik, yağlayıcı tedarikine, yağlayıcı uyumluluğuna ve malzeme kombinasyonlarına odaklanmak yerine, dişli millerin ve somunların yüzey topografyasının geliştirilmesinde hassasiyete önem vermektedir. Mikroskobik düzeyde hassasiyet: mikroskobik yağlama cepleri – dişli yüzeyindeki girintiler – en yüksek yüzey yükleri altında bile yağlayıcıyı ihtiyaç duyulan yerde tutmaya yardımcı olur (şekil 1a ve b).

Bornemann tarafından üretilen dişler bu önemli yağlama ceplerini güvenilir bir şekilde sergiler. Ovalama yöntemi diş yüzeyinde girintiler oluşturamaz ve bu nedenle böyle bir alternatif sunmaz. Sonuç olarak, Bornemann dişli milleri özellikle ağır hizmet tipi kaldırma teknolojisi alanında popülerdir. Dişli milleri üretmek için kullanılan alet, bir dizi profil kalıbına sahip tahrikli bir halkadan oluşur. İşleme sırasında, iş parçası kalıp halkası içinde dönerken profil kesimleri yapar.

Bir kalıp seti, kesintili bir kesim yapmak için birbiri ardına çalışan birkaç ayrı kesme kenarından oluşur. Bu işlem sırasında, iş parçası yüzeyinde münferit kesimler arasında mikroskobik girintiler oluşur ve sadece mikrometre boyutunda çokgen, içbükey pahlar oluşturur. İlk bakışta bu girintiler imalat hataları gibi görünür. Aslında, bu işleme izleri dişli millerin çalışma davranışını iyileştirir. Mikroskobik girintiler, yağlanmış sürtünme teması sırasında mikro yağlama cepleri olarak işlev görebilir. Bu cepler yağlayıcı ile dolar ve bu nedenle yağlama filmindeki herhangi bir kırılmaya karşı koyar. Şekil 2a’da görebileceğiniz gibi, mikro yağlama cepleri, iki katı cisim arasındaki yağlanmış kayma teması sırasında hidrodinamik bir basınç oluşumuna neden olur. Bu basınç birikimi yüzeye dik olarak etki eder ve katı hal sürtünmesini önler.

Mikro yağlama cepleri ile donatılmış tribometre diskleri üzerinde yapılan testler, mikro yağlama ceplerinin sürtünme katsayısını ve dolayısıyla sürtünme kayıplarını 1,5 m/s’den daha düşük bağıl hızlarda sürtünme teması sırasında yağlayıcı tedarikini iyileştirerek azaltma potansiyelini göstermektedir (şekil 2b).

Bu mikro yağlama cepleri diğer alanlarda (örneğin silindir burçları ve pistonlar arasındaki sürtünme temasında) çeşitli araştırma projelerine konu olmuştur. İçten yanmalı motorlarda bu girintiler, yağlayıcının temas noktasından kaçmasını önlemek ve mekanik aşınmanın neden olduğu sürtünme kayıplarını ve aşınmayı azaltmak için kullanılır. Girintiler aynı zamanda Bornemann dişli millerin diş destek kanadında da eşdeğer faydalar sağlar. Özellikle, sürtünme hareketine dik olan yönelimleri, sürtünme teması sırasında yağlayıcıyı yerinde tutmaya ve uygun yağlama etkisini sağlamaya yardımcı olur.

Moritz von Soden, “Doğal olarak, diğer üretim süreçleri de belirli avantajlar sunuyor,” diye açıklıyor, “ancak dişlerimiz ağır hizmet mühendisliğinde, özellikle de yüksek gerilimli trapez vida tahriklerinde değerlerini kanıtladı. Çok daha az yağlayıcı dışarı atılıyor. Sunduğumuz yağlama cepleri yağlayıcı rezervuarları gibi davranıyor.”

Haddelenmiş dişli millerin daha uzun kullanım ömrüne sahip olduğuna dair yaygın kanı Bornemann CEO’sunun pratikte doğrulandığını gördüğü bir şey değildir. “Haddelenmiş millerdeki daha sert yüzey daha uzun bir hizmet ömrüne yol açmaz. Kaldırma teknolojisinde aşınan parçalar olarak genellikle bronz somunlar kullanılır. Bu nedenle millerin sertliği teknik olarak aşınma açısından önemli bir faktör değildir. Ayrıca, önceki dayanıklılık testleri, dişli millerimizin uzun yıllar çalıştıktan sonra bile yalnızca minimum aşınma belirtileri gösterdiğini ortaya koymuştur.”

İplik kalitesinin yanı sıra, genel sistem de çok önemlidir

Sadece optimum diş, yağlayıcı ve tesis bakımı kombinasyonu kayma-yapışma olgusuna karşı koyabilir. Yağlayıcıyı uygulamadan önce yüzeyin temizlenmesi en önemli hazırlık görevlerinden biridir. Ayrıca NLGI 00 kıvam sınıfına sahip sıvı gresleri şiddetle tavsiye ediyoruz. Gres miktarı, mil ile körük arasındaki hacmin en az %30’u kadar olmalıdır. Yağlayıcı için bir başka gereklilik de sistemin sızdırmazlığından kaynaklanmaktadır: Körükler genellikle hermetik olarak kapatılmadığından, içlerinde yoğuşma oluşumu genellikle göz ardı edilemez. Bu nedenle yağlayıcı yüksek düzeyde su direncine sahip olmalı ve çok etkili bir korozyon koruması sağlamalıdır.

Bornemann Hakkında

Bornemann Gewindetechnik (www.bornemann-gewindetechnik.de) tüm özel şekil ve boyutlarda dişler üretmektedir. Kaldırma teknolojisi ve hidrolik çelik işleri uygulamaları için özel çözümler üretiyoruz ve barajlar için platform ekipmanları ve sürgülü vanalar bunlardan sadece birkaçı. Payanda dişleri, besleme vidaları ve çok başlangıçlı dişler üzerindeki zorlu ve yüksek hassasiyetli çalışmaların yanı sıra, büyük, montaja hazır trapez diş milleri ve somun setleri üretimine de odaklanıyoruz. Başlangıç malzemesi olarak her türlü işlenebilir malzeme kullanılabilir. Dişli miller için standart boyutlar 10 ila 180 mm çap ve 10 m uzunluğa kadar değişmektedir. Bornemann’ın optimize edilmiş üretim süreci, taşlanmış dişlere eşdeğer bir kaliteye ulaşan diş yüzeyleri üretir.

Çubuk kayması ve sonuçları: Korkunç sesler ve artan aşınma

Yapışma-kayma olgusu günlük hayatta da yaygındır. Kapılar gıcırdadığında, tekerlekler raylar üzerinde gıcırdadığında veya silecekler ön camda gıcırdadığında, statik sürtünme kayma sürtünmesinden daha fazladır. Ancak, özellikle endüstriyel ortamlardaki teknik uygulamalarda, yapışma-kayma olgusu hızla bir sorun haline gelir: diş profillerinde artan aşınma ve yağlama eksikliğinin bir göstergesidir (Şekil 3). Aşırı durumlarda, tüm mil/somun sistemi boyunca soğuk kaynağa bile neden olabilir.