Rulmanlı yataklarda meydana gelen aşınma ve yorulmanın rulman malzemesinin yapısına etkisi

Özet

Bu çalışmada, sanayide yaygın olarak kullanılan tek sıralı, sabit bilyalı radyal rulmanların aşınma ve yorulma davranışları farklı yük, mil hızı ve yağ debisi değerlerinde incelendi. Sözü edilen rulmanların çalışma sıcaklıklarının radyal yüke, yağ debisine ve devir sayısına göre değişimleri belirlendi. Deney rulmanları optik ve elektron metalografisi, X-ışınları mikroanaliz yöntemleri ve mikrosert-lik ölçümleri ile incelendi. Yapılan deneylerde, ağır yük, yüksek mil hızı ve yetersiz yağlama gibi ağır koşullar altında çalışan rulmanların elemanlarında bazı yapısal değişimler ile aşınma ve yorulma belirtilerine rastlanıldı. Bunlardan başka, rulmanların iç bilezikleri ile yuvarlanma elemanlarının yüzeylerinin altında, kayma gerilmelerinin en büyük değere ulaştığı derinlikte, siyah dağlama bölgeleri içerisinde uzayarak yönlenmiş yapılar ile bazı kalıntıların etrafında kelebek şeklini almış dönüşüm ürünlerine rastlanıldı. Yapılan değerlendirme sonucunda, rulmanlı yataklara ait elemanların yüzeylerinde ve yüzeylerinin altında meydana gelen yapısal değişimlerin aşınmayı ve yuvarlanma yorulmasını hızlandırarak söz konusu yatakların çalışma ömürlerini önemli ölçüde kısalttıkları belirlendi.

Abstract

In this study, wear and fatigue behaviour of a number of radial ball bearings which are widely used in the industry were investigated under different operating conditions of loading, speed and lubrication. The temparature of the bearings were monitored as a function of radial loading, rotational speed and oil supply rate. Microstructure of the components of the bearings were investigated using optical light and electron metallography. X-ray microanalysis technique and microhardness measurements. Microstructural changes were observed in the surface material of the bearings operated under extreme running conditions including heavy loading and oil starvation. In addition, some stress-induced structural changes including band formation in dark etching regions, and butterfly formation around non metalic inclusions were observed in both rolling elements and inner rings of the bearings at the depths of maximum shear stresses. It was concluded that the observed structural changes may seriously shorten the life of the bearings by accelerating wear and the rolling contact fatigue.