Vaka Analizi · ÖZYİĞİT Mühendislik
Kardan Mili Yatak Ömrü Artırma Projesi
Grafitli Bronz Yatak ile Salınımlı Harekette Rulmanın Yerini Alma
| Sektör | Ağır Sanayi — Güç Aktarma Sistemleri |
| Uygulama | Kardan mili istavroz muylusu yataklama sistemi |
| Sorun | Yüksek darbeli salınımlı harekette rulmanlar kısa sürede dağılarak arızalanıyor |
| Çözüm | Çelik burç + Grafitli Bronz Kaymalı Yatak kombinasyonu |
Sorunun Tanımı
Müşterimizin ağır sanayi tesisindeki güç aktarma sisteminde kullanılan kardan millerinin istavroz bağlantılarında ciddi yatak arızaları yaşanmaktaydı. Her birinde dört adet muylu bulunan istavroz düzeneklerinde, standart iğneli veya makaralı rulmanlar üretim planından çok önce hasar görüyor, parçalanıyor ve sistemin beklenmedik arızalarla durmasına neden oluyordu.
Rulman değişimi için gereken söküm-montaj işlemi ve duruş süresi, ciddi üretim kayıplarına ve yüksek bakım maliyetlerine yol açmaktaydı. Sorun yalnızca tek bir kardan milinde değil, aynı hatta çalışan birden fazla ünitede tekrar ediyordu.
Teknik Analiz: Rulman Neden Dayanmıyor?
Sorunun köküne inmek için kardan milinin çalışma kinematiği incelendi. Yapılan analizde kritik bir teknik gerçek ortaya çıktı:
Kardan mili istavroz muylularında DÖNME hareketi yoktur — yalnızca SALINIMLI hareket vardır.
Rulmanlar sürekli dönme hareketi için tasarlanmıştır. Salınımlı harekette, rulmandaki makaralar veya bilyalar tam anlamıyla yuvarlanmaz; yük altında küçük açılarla ileri-geri hareket eder. Bu, birkaç kritik soruna yol açar:
- Yük, rulmandaki çok az sayıda makara veya bilya üzerinde yoğunlaşır (kenar yükleme — edge loading)
- Makaralar ile yuvası arasındaki mikro kaymalar zamanla ‘false brinelling’ adı verilen izlenme hasarına yol açar
- Yüksek darbeli ortamda rulman kafesi hızla hasar görür ve dağılır
- Yağlama filmi salınımlı harekette yenilenemediği için metal-metal temas kaçınılmaz hale gelir
Sonuç olarak, istavroz muylusu yataklama uygulaması, rulmanın en zayıf olduğu koşulları bir arada barındırmaktadır: salınım, darbe ve yüksek yük. Bu koşullarda grafitli bronz kaymalı yatak çok daha uygun bir çözümdür.
Uygulanan Çözüm
ÖZYİĞİT Mühendislik, sorunu mühendislik odaklı bir yaklaşımla çözmek için üç aşamalı bir yöntem geliştirdi. Çözümün temel mantığı; mevcut istavroz milini en az müdahaleyle kullanılabilir hale getirmek ve grafitli bronz yatak için sağlam, yüksek sertlikte bir karşı yüzey oluşturmaktı.
Adım 1 — İstavroz Mili Eş Eksenliğinin Sağlanması
Hasarlı istavroz millerinin muylular üzerindeki yüzeyleri önce hassas ölçümlendi. Eş eksenlilikten sapma tespit edilen millerde, muylu yüzeyleri CNC tornada işlenerek geometrik tolerans sınırları içine alındı.
Adım 2 — Yüksek Sertlikte Çelik Burç İmalatı
İşlenen muylu yüzeylerine sıkı geçme ile monte edilmek üzere çelik burçlar imal edildi. Malzeme olarak ASSAB UDDEHOLM SVERKER 21 soğuk iş takım çeliği seçildi; ısıl işlem ile 62 HRc sertliğe ulaştırıldı ve yüzeyi Ra ≤ 0,8 µm'ye taşlandı. Bu sertlik değeri, grafitli bronz yatağın optimum çalışması için gereken karşı yüzey kalitesini sağlamaktadır.
Adım 3 — Grafitli Bronz Yatakların İmalatı ve Montajı
Çelik burçların muylu üzerine sıkı geçme ile oturmasının ardından oluşan gerçek çap ölçüsü alındı. Bu ölçüye uygun, CuZn25Al5Mn4Fe3Ni1 (Mangan Bronzu) alaşımlı grafitli bronz yataklar işlenerek gerekli çalışma boşluğu elde edildi. Montaj öncesinde tüm yüzeylere grafitli gres uygulandı.
Neden grafitli gres? Kardan mili muylularında, sistem devreye girerken grafit filminin yatakla karşı yüzey arasında hızla oluşması kritiktir. Montaj sırasında uygulanan grafitli gres bu film oluşumunu hızlandırarak "alışma" sürecini kısaltır.
Sonuçlar
| Parametre | Rulman (Önceki Sistem) | Grafitli Bronz Yatak (Yeni Sistem) |
|---|---|---|
| Yatak tipi | Makaralı/iğneli rulman | Grafitli bronz kaymalı yatak |
| Hareket tipi | Sürekli dönme için tasarlandı | Salınım için tasarlandı ✓ |
| Darbeye karşı | Kafes hasar görür, dağılır | Masif yapı — darbe sorun değil |
| Ortalama ömür | Çok kısa (erken arıza) | 3+ kat daha uzun (devam ediyor) |
| Yağlama gereksinimi | Sürekli / zorlu | Grafitlerden salınan katı yağlama |
| Arıza modu | Beklenmedik ani duruş | Öngörülebilir — üretim planlanabilir |
| Bakım sıklığı | Yüksek | Belirgin şekilde azaldı |
| Montaj karmaşıklığı | Yüksek (hassas montaj) | Daha basit (kademeli çözüm) |
Teknik Çıkarım
Bu proje, doğru yatak tipinin seçiminin ne kadar kritik olduğunu bir kez daha ortaya koymuştur. Rulman; sürekli dönme hareketi, düşük-orta yük ve temiz, yağlanabilir ortam için optimal bir çözümdür. Ancak salınımlı hareket, yüksek darbe ve ağır yük bir arada söz konusu olduğunda — kardan mili istavrozlarında olduğu gibi — grafitli bronz kaymalı yatak hem teknik olarak daha uygun hem de uzun vadede çok daha ekonomik bir seçimdir.
Uygulanan çelik burç + grafitli bronz yatak kombinasyonu, mevcut istavroz millerinin yeniden imalat gerektirmeksizin kullanılabilmesini sağlayarak proje maliyetini optimize etti.
“Doğru yatak, sadece boyut değil; hareket tipi, yük karakteri ve ortam koşulları birlikte değerlendirilerek seçilmelidir.”