Yüksek güçlü motorların üretimi yalnızca yüksek
dayammlı parçalarla olasıdır. Motorda hareketli
yüksek devirli yüzlerce parça bulunur. Bu parçaların
en önemlisi kuşkusuz pistondur. Uluslararası Japon
piston üreticileri, güzel sanatlarda da kullanılabilen
bir malzeme ile (kompozit) ortalama effektif basıncın
ve çok daha yüksek devirlerde de motorun perfor-
mansının arttığı gözlemini yaptılar. Aslında "Yüksek
devirler, düşük mekanik verim" demek olmasına
karşın performanstaki bu iyileşme oldukça kayda
değerdir.
Öyleki; Piston mümkün olabildiğince hafif ol-
malı, ataleti düşük olmalıydı. Sonlu eleman analizi
(finite element analysis) mekaniksel ve ısıl ortam-
ların daha şiddetli olduğu alanda simule edilmiştir,
(benzetimi yapılmıştır). Pistonlarda yüksek rijidite
sağlanarak piston pimi yuvası deformasyonları umu-
lanın üzerinde geciktirilebilmiş ve hatta önlenmiştir.
Ancak ağırlığın azalmasının amaçlanması bu önleme
ters düşmektedir. Bunun üzerine kompozit mal-
zeme, tasarım olarak pim yuvası gerilmelerini %60
azaltıcı yönde tasarlanmış, hesaplanmıştır. Bu ne-
denle dayanıklılık ve yorulma limitleri (Pim yuvasının)
sözkonusu yüzeylerin yüzeysel sertliğini, rijiditesini
arttırarak belli bir f leksibilite (esneklik) sağlanması ile
olası olacaktır.
Bir piston tasarımında önemli ikinci kısıt
gürültüdür, yüksek devirli motorlarda, pistonun
sürtünme ve A.Ö.N. ile Ü.Ö.N. arasında durumları,
darbe dolayısı ile ses oluşturur. Silindir yan duvar-
larıda sürtünmesinden kaynaklanan gürültü piston/
silindir arasındaki boşluklar arttırılarak bunun önüne
geçilebilir. Kompozit malzeme ile üretilecektir mo-
torda soğuk motor koşullarında, genleşme stroku
sırasında pistonun salmım-devinimi belirlenir.
* High Speed Diesel and Drives April 1989 Sayfa:8
Sonlu Eleman Analiz Modeli
Pim yuvası Tasarım detayları ile
Pim göbek geriliminin azaltılması
Sonlu eleman analizleri en çok
termal ve mekanik çarpıklıklar
için kullanılır.
Pim Göbek geriliminin
azaltılması
Büyük iti; tarafı pim ayarı
VOmm.0.5 mm.
Pim Ayarsız Duşak iti; Tarafı Pim ayan
O.ZSmm. O 0.25mm.O.Smm.
Farklı piston pimi ayarlan ile, Silindirle temas halindeki pistonun
yanal değişimi
Pistonun silindir duvarı ile olan temas bölgesinin
yanal değişimi piston pim ayarı ile olur.
Ni Direnç
sokulması
Çelik rayElektron suali SeramikSertAnatiama
oyma takviyeli Cu.Nİ alaşımları fiber takviyesi
Üst Oyma özellikleri
Ring oyma hatası en büyüklerinden biridir.
Buradakiler mukavemeti arttıran farklı alaşımlardır.
Sıcaklığın yükselişi ile titreşim ve gürültü düşmüş,
pistonun sürtünme durumundaki verimi daha da
yüksek olarak bulunmuştur.
Kompozit malzeme böylece piston boşlu-
ğunu mümkün olduğunca azaltacak, pistonun ko-
numu dolayısı ile silindirin yanal çeperlerinde, etek-
lerinde gürültüyü kayda değer miktarlarda azalta-
- Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:366 Temmuz 1990
çaktır. Böylece sessiz otomobil kullanmamız olasıdır
artık.
Bir pistonda genleşme kontrolü en büyük
kısıtlardan biridir. Kompozit malzeme dökümden
çıkan kalıcı-artık gerilimleri giderir. Kompozit malze-
mede artık gerilim diye bir sorun yoktur. Normal
işlenim sırasında genleşme kuvvetine karşı gerilim-
ler giderilir. Bu pistonlarda yarıklar eteğin üst
parçasında veya yağ segmanı yuvasındadır.
Pistonun konumu, piston pimi ile ayarlanabi-
lir. Pim her iki yanal yüzeye de itme kuvvetini aynen
iletecektir. Çok fazla baskı nedeni ile pistonun
eteğinin üst konumda veya piston kafasında ayar-
lanması sonucunda, gürültü gücünün artması ile
orantılı olarak azalacaktır.
DAYANIMÖZELLİĞİ
Pistonun dayanımı en önemli tasarım
ölçütüdür. Bir pistonun bozulma koşullarını incele-
diğimizde, bunların; Segman yuvası aşınması, pis-
ton başında oluşan çatlaklar, pim yuvasının
çatlaması, eteklerin distorsiyonu ve ergime derece-
sine ulaşabilen yüksek çalışma sıcaklıkları olduğunu
gözleyebiliriz. O halde öyle bir malzememiz ol-
malıdırki segman yuvası aşınmamalıdır. Dikkatli
seçim ile malzeme parçalarının işleme durumları en
uygun geometriklik sağlanarak daha etkili verimli,
dayanıklı bir piston elde edilmiştir.
Yeni malzeme, yukarıdaki konularda son de-
rece umut vericidir. Kompoziti oluşturan bu malze-
meler; kalite seramik, alüminyum alaşım tozları meta-
lürjisi ile fiber takviyesidir. Yeni malzeme bu üçü ile
oluşan bir bileşimdir. AR-GE çalışmaları bütün hızı ile
devam etmektedir.
4. ULUSAL
MllKINU TEOlim
22-23-24 Eylül 1990
YALOVA - İSTANBUL
I.T.Ü.
MAKlNA FAKÜLTESi
TMMOB
MAKlNA MÜHENDiSLERi ODASI
istanbul şubesi
RİI.Dİltİ KONUIJUU
Mekanizma Tekniği • Makina Dinamiği • Mekanik Titreşimler • Akustik ve Gürültü •
Sistem Dinamiği ve Kontrol • Otomasyon Metodları • Robot Teknolojisi • Ölçme Sistem ve
Makinalnrı • Ziraat Makinaları • Savunma Sanayii • Bilgisayar Destekli Tasarım •
Bilgisayar Destekli Üretim • Teknoloji Üretim ve Transferi • Makina Teori.-,! Eğitimi
Adres
Makina Teorisi Sempozyumu
Düzenleme Kurulu
I.T.Ü. Makina Fakültesi, Gümüşsüyü 80191, istanbul
Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:366 Temmuz 1990
29
Rulmanların
atmosfersiz
ortamda ve
yüksek sıcaklıkta
yağlanması
Yrd.Doç.Dr. Cahit KURBANOÖLU
Akdeniz Üniversitesi, İsparta Mühendislik Fakültesi,
Makina Mühendisliği Bölümü
İSPARTA
K. ulmanh yataklarda, yüksek sıcaklıklar-
da saf gaz ör lamında vakumda veya lineer
yüklemede, kah ve sıvı yağların yağlama
özelliği kaybolduğunda,katı yağlama mad-
deleri kullanılmaktadır. Molibden sülfit
(M0S2) kaplanmış, çeşitli kafes konstrüksi-
yonlarına sahip bilezikli bilyalı yataklar,
yüksek zorlama etkisinda, 300°C'ta, ortala-
ma dönme devrinde, yüksek vakumlu veya
azotlu bir ortamda denemelere tabi tutul-
maktadır. Ancak kullanma zamanının kesin
hesabı mümkün olmadığı gibi, kafes do-
nanımlı sistemlerin iletim kapasiteleri ve
kullanım zamanları da sınırlıdır.
u ince the lubrication properties of the solid
and liquid lubricants decrease under high
temperatures in püre gas, vacuum and linear
loading media in the antifriction bearings,
solid lubrication elements is used. Antrifric-
tion bearings coated with (M0S2) and having
different frame constructions is tested by
apptying high loads at 300 C and in teh
average revolution with the high vacuum ör
nitrogen madia. However eqxacl calcula-
tions of the service time is impossible and
conduction capacity and service time of the
framed systems is also limited.
30
1.1. Yağlanan Yuvarlanmalı Yatakların
Kullanım Alanları
Yuvarlanmalı yatakların yağlanması şu durum-
larda gerekli olmaktadır:
Farklı işletme şartlarında (örneğin yüksek
veya alçak sıcaklıklar çizgisel yükleme-
lerde, yüksüz durumda)
Sık sık atmosfersiz ortamla temas duru-
munda (örneğin yüksek saflıktaki ortam
gazlarında, vakumda)
Özelikle katı ve sıvı yağlama maddelerinin
neden olduğu kirlilikten korumada
Zor ulaşılabilen yatak kısımlarında, büyük
bakım onarım zamanlarında veya uzun ı
durgun zamanlarında
Bu tip koşullar altında katı ve sıvı yağlar temiz-
lenir. Bu sırada ortamda ya madde değişimlerden
(örneğin sıcaklık, ışık veya eskimeden dolayı bozul-
ma) veya temas noktalarındaki yağlama etkilerinden
açığa çıkan kayıplar olmaktadır. Bundan başka yapı
elemanını sarmış olan aksesuarlardan çıkan gazlar
veya ortam vasıtası, işlevleri sınırlamaktadır.\
Yuvarlanmalı yatakların yağlanmasında, kul- »
lanımı yoğun olan yerler aşağıdadır: L
Havacılık ve uzay teknolojisi (Yatak takım- (
lan)
Isıtma kurutma ve kryogen tekniği (Fırın l
arabası yatağı) ı
Çekirdek (Atom) tekniği (Kural ve kullanım
avadanlığı için yataklar).
Yuvarlanmalı yataklarda yağlama, düşünülse bile
konstrüktif düzeltme de dahil şimdiye kadar bir çok
yatak yerinin ve civar parçalarının geleneksel yağla-
manın zahmeti bakımından yapı alanından ve ağır-
lıktan kaçınmak amacıyla çoğunlukla yağlama mad-
desinin temininde bölge yakınındaki bir yerden ko-
lay açılıp kapanabilen geniş hacimli bir ilâve
düzenlemesi yapılmaktadır. Bu gibi uygulamalar kul-
lanım zamanını kısaltmakla beraber, paslanmadan
korunmada kötü soğutma kapasitesinin sınırlan-
masında hatalı bir uygulamadır.