MAKALE Santrifüj Pompalarda Modern Yataklama Tekni kleri Genel olarak bakıldığında, makina sistemlerinde yataklama yapan elemanlardan işlevlerini en az Vedat TEMİZ enerji kaybı ile yerine getirmeleri istenir. Tüm dünyadaki pompa sayısı dikkate alındığında, bunların İ.T.Ü. Makina Fakültesı, Makina Mühendisliği Bölümü yatak kayıplarında yapılacak küçük bir iyileştirmenin, ne kadar enerji tasarrufu sağlayacağı Zeynep PARLAR kolaylıkla hayal edilebilir. Santrifüj pompalarda kullanılan yataklar akışkandan kaynaklanan hidrolik kuvvetlere ve ağırlık kuvvetlerine maruzdur. Bu yataklar aynı zamanda, milde meydana gelecek radyal ve eksene! doğrultudaki deformasyonların da belirli sınırlar içinde kalmasını i.T.ü. Makina Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü sağlayacak şekilde düzenlenmelidirler. Sunulacak bu çalışmada santrifüj pompalarda meydana gelen kuvvetler ve bunların yatak ömrünün hesabında nasıl göz önünde bulundurulduğu, bu pompalarda kullanılan yatak tipleri ve konstrüksiyon örnekleri tartışılacaktır. Anahtar Kelimeler: Kaymalı yatak, Rulmalı yatak, Manyetik yatak, Santrifuj pompa 1. Giriş Dünyada çeşitli kuruluşlarca yapılan bazı araştırmalarda, üretilen enerjinin yaklaşık üçte birinin sürtünme sonunda harcandığı gerçeğini ortaya koymuştur. Makina sistemlerinde sürtünme nedeniyle enerji kayıplarının meydana geldiği en temel elemanlardan biri de yataklardır. Tüm dünyadaki pompa sayısı dikkate alındığında, bunların yatak kayıplarında yapılacak küçük bir iyileştirmenin ne kadar enerji tasarrufu sağlayacağı kolaylıkla hayal edilebilir. Bunlara ek olarak, yatakların oldukça büyük yükler altında, uzun süreli olarak çalışabilmeleri de bir diğer önemli unsurdur. Santrifüj pompaların bakım ve onarım çalışmaları incelendiğinde, temel olarak yatak, yağlama ve sızdırmazlık elemanlarından kaynaklanan hasarların oluştuğu görülmüştür. Bu nedenle uygun yatak, yağlayıcı ve sızdırmazlık elemanı seçimi pompadan beklenen işletme ömrünü artıracaktır. Birbiri ile temas halinde bulunan ve izafi kayma veya yuvarlanma hareketi yapan iki fonksiyon yüzeyi arasında genel olarak bir sürtünme hali mevcuttur. Birçok halde sürtünmenin sayısal değeri çok küçük olabilir, fakat pratik olarak daima mevcuttur. Hipotetik olarak fonksiyon yüzeyleri arasında hiçbir kuvvet alanının olmaması ve kesin olarak aralarında mutlak vakumdan başka bir ortam bulunmaması halinde 13 6 Tesisat Dergisi Sayı 187 - Temmuz 2011 sürtünmenin olmadığı söylenebilir. Buna göre, izafi hareketli iki fonksiyon yüzeyi arasında her an mevcut olan sürtünme kontrol edilemezse gereksiz enerji kaybına, aşırı sürtünme ısısının oluşmasına, gürültü ve aşınmanın artması ile buna bağlı olarak erken yatak hasarına ve nihayetinde sistemin plansız duruşuna neden olmaktadır. Diğer bir deyişle, çevre ve çalışma şartlarına bağlı olarak hangi yatak tipinin kullanılacağı ve nasıl bir düzen içinde yerleştirileceği önem kazanmaktadır. En genel anlamda yataklar, dönen güç iletim elemanlarının fonksiyonları neticesinde ortaya çıkan kuvvetleri sabit sisteme (gövdeye) iletmek ve dönen sistemlerdeki elemanların pozisyonlarının tespiti için kullanılır. Bir başka deyişle yatak, bağlanan parçaların birbirine göre izafi hareketine imkan veren bir bağlama elemanı olarak da düşünülebilir. Yatağın işlevini en az enerji kaybı, yani en düşük sürtünme ile yerine getirmesi sistemin verimini arttırır. İki hareketli yüzey arasında en düşük sürtünme katsayısı pratik olarak iki şekilde gerçekleştirilebilir: Kayma sürtünmesi (Kaymalı Yataklar), yuvarlanma sürtünmesi (Rulmanlı Yataklar). Teknolojide son 30 yıldaki gelişmeler neticesinde geliştirilen ve kullanım alanı gittikçe artan temassız yataklar (Manyetik Yataklar) ise üçüncü bir grup olarak ele alınabilir. Sunulan bu çalışmada, pompa yataklarına etkiyen kuvvetler üzerinde kısaca durulduktan sonra, her bir yatak tipinin çalışma prensibi, çalışma koşuları ve yataklamada dikkat edilecek hususlar konstrüksiyon örnekleri üzerinden tartışılacaktır. Son olarak yazarların da aralarında bulunduğu, İTÜ Makina Fakültesi Makina Elemanları birimi Öğretim Üyeleri tarafından tasarımı gerçekleştirilen, yangın söndürme gemisinde yer alan santrifüj pompa sistemi ve yataklanması açıklanacaktır. 2. Yatak Kuvvetleri Yatak ömrünü, taşıdığı yük ve pompanın dönme hızı etkilemektedir. Pompa yataklarına ağırlık kuvvetleri nedeniyle etkiyen radyal kuvvetlerin yanı sıra, pompalama sürecinde oluşan hidrolik kuvvetler de etkimektedir. Emme sonucunda oluşan, büyüklüğü ve yönü çarkın tasarımına bağlı olarak değişen eksenel kuvvetler bunların en baskın olanıdır. Pek çok durumda eksene! kuvvet pompa emiş doğrultusundadır ve çarkın bir tarafındaki basıncın, diğer taraftakinden farklı olmasından kaynaklanır. Şekil l'de bir santrifuj pompada meydana gelen hidrolik kuvvetler görülmektedir. Eksene! kuvvet, aşınma halkaları kullanmak veya çarkta oluşan basınç dağılımını dengeleyecek şekilde delikler açmak gibi pompa tasarımı sürecinde alınan konstrüktif
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=