Yataklama

AATS mekanik olarak turnike işlemini gerçekleştiren sonsuz dişli mekanizmasına sahip bir sistemdir. Bir önceki bölümde verilen hesaplamalar göz önüne alındığında turnike işlemi için hedeflenen kuvvetin yaralanmanın olduğu ekstremiteye uygulanması gerekmektedir. Sonsuz dişli mekanizmasını döndüren eleman olan sonsuz vida sistemi, motor dişli kutusu miline ayar cıvatası ile bağlanmış ve eş merkezli olarak dönmektedir. Sonsuz vida pinyon çarkını, pinyon çarkı da eş merkezli olarak kasnağı çevirmekte ve yük kasnak ile çekilmektedir. Anlatılan sistemin düzgün çalışabilmesi ve sistemin herhangi bir şekilde deforme olmaması için tüm dönel eksenler uçlardan turnike kutusuna sabitlenmelidir. Böylelikle düşey kuvvetler sistemin birleşim noktalarına binmeyecek, yük dönel kuvvet şeklinde sisteme binecektir. Bu istenen durumdur. Aksi takdirde motor miline ya da kasnağa düşey yük binerek sistemin dayanım noktasına ilk ulaştığı noktada eğilmesine, deforme olmasına ya da tamamen geri dönüşü olmayacak şekilde kırılmasına sebep olacaktır. Dönen mekanizmaların uçlardan sabitlenmesi için rulman adı verilen yataklama elemanları kullanılmaktadır. Basitçe açıklamak gerekirse rulmanlar sahip oldukları yapı sayesinde hem istenen noktaya sabitlenebilmekte hem de yatakladıkları silindirik elemanların neredeyse sıfır sürtünme ile dönebilmesini sağlamaktadır. Şekil 3.5’te basit rulman yapısı bölümlere ayrılmış şekilde görülmektedir. Temel olarak rulman içten dışa doğru; iç bilezik, yuvarlanma

elemanı, kafes ve dış bilezikten oluşmaktadır (Akkurt, 2012b). Rulmanlar yuvarlanma elemanlarına göre iki tip olarak ayrılmaktadır. Şekil 3.5.a’da bilyeli, 3.5.b’de silindirik radyal rulmanlar gösterilmektedir. Rulmanın temel çalışma mantığı iç bileziklerine belirli toleranslar ile oturan silindirik elemanın döndürülmesini sağlamaktır. Dış bilezikleri ise rulmanın kendisinin bir yuvaya sabitlenmesini kolaylaştırmaktadır. Bu şekilde dönen cisimler sabitlenmeleri gereken noktadan içerisine oturabilecek çapta bir rulman ile yataklandıkları takdirde sabitlenebilmektedir. Dış bilezik ile iç bilezik arasında bulunan yuvarlanma elemanları sahip oldukları katı geometrisine göre bilye ya da silindirik masura elemanlarının belirli aralıklar ile konumlanmasını ve dış bilezik ile iç bilezik arasında açısal olarak dönebilmesini kolaylaştıran kafes yapıları ile sabitlenmektedir.

Şekil 3.5: Rulman yataklama elamanları; (a)bilyeli, (b)silindrik radyal rulmanlar (Akkurt, 2012b).

Rulmanların iç bileziklerini oldukça sıkı bir şekilde ve büyük bir sürtünme katsayısı ile dönmesi, istenen silindirik eleman oturdulduğu için sistem harekete geçirildiği anda ortaya çıkan sürtünme kuvveti ile hareket boyunca oluşan sürtünme kuvveti arasında çok büyük farklar oluşmamaktadır. Bunun yanısıra sürtünme kuvvetinin dönme sırasında az olması enerji kaybını azaltarak sistemin verimini azaltmamaktadır. Rulmanlar uluslararası standartlara göre belirli fabrikalarda uluslararası standart kodlara sahip olarak üretildikleri için temin edilmeleri kolaydır. Olası aşınma ve bozulma durumlarında yuvarlanma elemanları yağlanarak rulman performansları artırılabilir ve gerektiğinde rulman komple değiştirilebilir (Akkurt, 2012b). Rulmanlar iç bilezik ile dış bilezik arasında yer alan yuvarlanma elemanlarının hareketi sayesinde iç bileziğe yataklanmış silindirik elemana uygulanan tork dış bileziğe aktarılmamaktadır. Yuvarlanma elamanlarının

kaldırabileceği yükten fazlasına maruz bırakılması, sıcaklık farkları ya da kirlilik durumlarında dış bileziğe tork aktarımı oluşmaktadır ve rulmanda bozulma hatta parçalanma riski ortaya çıkmaktadır. Yuvarlanma elemanları dış bilezik ile iç bilezik arasında dönme esnasında sonsuz temas ettiği için rulmanın iç bileziğine yataklanan milin yüksek devirlerde döndürülmesi durumlarında aşırı ses ve aşınma meydana gelebilmektedir (Akkurt, 2012b). Fakat AATS’nin çalışma mantığı irdelendiğinde ve bir önceki bölümde verilen hesaplamalara göre turnike işlemi uygulanırken yataklanan elemanların dönme hızı incelendiğinde rulman ile yataklama bu sistem için ideal çözüm olmaktadır.

Rulmanla yataklamada dikkat edilmesi gereken en büyük husus rulmanın geçeceği silindirik cismin doğru toleranslar ile ürettirilmesidir. Uzaydaki katı cisimler şekillendirilirken bu cisimlere şekil veren araçların kesme uçlarının hassaslığı ölçüleri doğrudan etkilemektedir. 50 mm çapında olan bir paslanmaz çelik çubuğun 20 mm çapında bir silindirik cisme çevrilmesi sırasında üniversal torna tezgahının şekil verme amacı ile ucuna takılmış olan kesici takımın hassasiyeti bu ölçünün yüzde ya da binde oranlarda artıda ya da ekside gelmesine sebep olabilir. Operatör hataları ve şekil verme işleminin yapıldığı ortamın sıcaklığı bu hassasiyeti etkileyebilir. Bu hassasiyete göre ürettirilecek malzemeye tasarım mühendisleri tarafından uygulamadaki yerine göre toleranslar verilmektedir. Üretici, torna tezgahında malzemeye toleranslar içerisinde kalacak şekilde ölçü verir. Bu şekilde üretim tezgahından çıkacak bir malzeme yataklama elemanlarına uyum ile birleşir. Rulmanların iç bileziği ile dış bileziği arasında yuvarlanma elemanlarının hassas bir şekilde dönebilmesi için belirli toleranslarda bırakılmış boşluklar vardır. Bu üretilen rulmanın kalitesini göstermektedir. İç bilezik içerisine yataklanacak olan silindirik cisim üst toleransın da üzerinde bir ölçü ile üretilmişse ve bu şekilde üretilen bir cisim zorla rulmana yataklanırsa bu durum iç bileziğin çapının büyümesine ve dış bileziğe baskı yapmasına sebep olacaktır. Böylelikle iç bilezik ile dış bilezik arasındaki yatak boşluğu ortadan kalkacak, yuvarlanma elemanları aşırı sürtünmeye maruz kaldığı için sistemin dönmesi zorlaşacaktır. Belirli bir süre sonra oluşan kasıntı sistemin tamamen hata vermesine sebep olacaktır. Eğer üretilen malzemenin toleransları oldukça küçük gelirse silindirik cisim rulman iç bileziğine tam oturmayacak ve boşluk oluşacaktır. Bu durumda kuvvetin dikey aşağı olduğu

noktalarda malzeme aşınacak ve yatağın dengesinin bozulmasına sebep olacaktır (Akkurt, 2012b).

AATS’nin sonsuz dişli mekanizması bu bölümde bahsedilen ilkelere uyacak şekilde üretilmiştir. AATS’nin sonsuz vida ve kasnak yapısında uç noktalardan sabitlemek için farklı çaplarda rulmanlar kullanılmıştır. Şekil 3.6’da AATS’ye ait rulman yataklamalarının tamamı gösterilmiştir.

Şekil 3.6: AATS Sonsuz dişli mekanizması rulman yataklaması.

Şekil 3.6’da gösterildiği üzere rulmanlar hem sonsuz vidayı hem kasnağı uçlardan yataklamaktadır. Rulmanların sonsuz vida ve kasnağa tam uyumla oturabilmesi için gerekli toleransların parçaların ürettirileceği teknik resimde verilmesi gerekmektedir. Şekil 3.7’de sonsuz vidaya, Şekil 3.8’de kasnağa ait teknik resimlerde verilen toleranslar belirtilmiştir.