Hava yatağı nedir?
RulmanSanırım herkesin aşina olduğu, en sık kullanılan rulmanlardan biri de hava yatağıdır; modern makine ve ekipmanların önemli bir parçasıdır. Peki, hava yatağı nedir?
Gaz yatağı: Yağlama maddesi olarak gaz kullanan düz yatak. En yaygın kullanılan gaz yağlayıcı havadır, ancak gerektiğinde azot, argon, hidrojen, helyum veya karbondioksit de kullanılabilir.
Gaz kompresörlerinde, genleştiricilerde ve sirkülatörlerde çalışma ortamı genellikle yağlayıcı olarak kullanılır.
Hava yatağı, yatağın kayar yüzeyleri arasında oluşan basınçlı hava filmi yardımıyla yükü taşıyan ve çalışma sırasında kayar yüzeylerin hava filmiyle tamamen ayrıldığı bir yatak türüdür.
Hava yatakları, kaymalı yataklar sınıfında yer alan, çalışma sırasında sıvı ile yağlanan ve yağlama ortamı olarak hava kullanan yataklardır.
Hava yataklarının sınıflandırılması
Basınçlı hava filminin oluşum mekanizmasına göre, hava yatakları esas olarak iki kategoriye ayrılır: aerodinamik yataklar ve aerostatik yataklar.
Aerodinamik yatakların basınçlı hava filmi, kayar yüzeylerin karşılıklı hareketiyle kayar yüzeylerin birleşme bölgesine hava getirilmesiyle oluşur ve hava filmi kabaca kama şeklindedir. Aerodinamik yataklar harici bir hava kaynağı gerektirmediğinden, "kendiliğinden çalışan yataklar" olarak da adlandırılırlar.
Aerostatik yatağın basınçlı hava filmi, kayar çift yüzey arasına kısma vanası aracılığıyla dışarıdan verilen basınçlı hava ile oluşturulur. Aerostatik yataklar temiz bir dış hava beslemesine ihtiyaç duyar.
Hava yatağı özellikleri
(1) Son derece düşük sürtünme direnci
Gazın viskozitesi sıvının viskozitesinden çok daha düşük olduğundan, oda sıcaklığındaki havanın viskozitesi 10 numaralı mekanik yağın viskozitesinin sadece 1/5000'i kadardır ve yatağın sürtünme direnci viskoziteyle doğru orantılıdır; bu nedenle gazla yağlanan yatakların sürtünmesi, sıvı ile yağlanan yataklara göre daha düşüktür.
(2) Geniş uygulanabilir hız aralığı
Gaz yataklarının sürtünme direnci düşüktür, sıcaklık artışı düşüktür ve hız 50.000 rpm'ye kadar çıktığında bile sıcaklık artışı 20~30 °C'yi geçmez, hatta hız 1,3 milyon rpm'ye kadar çıktığında bile kullanılabilir. Hidrostatik yataklar ayrıca çok düşük hızlarda, hatta sıfır hızlarda bile kullanılabilir.
(3) Geniş uygulanabilir sıcaklık aralığı
Gaz, geniş bir sıcaklık aralığında gaz halinde kalır ve viskozitesi sıcaklıktan minimum düzeyde etkilenir (viskozite, sıcaklık artışıyla birlikte hafifçe artar, örneğin 20°C'den 100°C'ye kadar hava viskozitesi %23 artar), bu nedenle gaz yatakları -265°C ile 1650°C arasındaki sıcaklık aralığında kullanılabilir.
(4) Düşük taşıma kapasitesi
Hidrodinamik yatağın taşıma kapasitesi viskozite ile doğru orantılıdır ve pnömatik yatağın taşıma kapasitesi, aynı boyuttaki hidrodinamik yatağın taşıma kapasitesinin yalnızca birkaç binde biridir. Gazın sıkıştırılabilirliği nedeniyle, gaz dinamik yatağın yük taşıma kapasitesinde bir sınır vardır ve birim izdüşüm alanı başına yük yalnızca 0,36 MPa'ya kadar artırılabilir.
(5) Yüksek işlem doğruluğu gereksinimleri
Gazlı yatakların yük taşıma kapasitesini ve hava filmi sertliğini artırmak için, genellikle sıvı yağlamalı yataklarda kullanılan yatak boşluğundan (0,015 mm'den az) daha küçük bir boşluk kullanılır ve buna bağlı olarak parçaların hassasiyetinin de iyileştirilmesi gerekir.
Hava yataklarının uygulaması
Hava yatağı, destekleyici rol oynamak için havanın elastik potansiyel enerjisini kullanan yeni bir yatak türüdür.
Kullanılan tek yağlayıcı havadır; bu nedenle hava yataklı teknoloji, kirlenmeden arındırılması gereken iş parçaları veya çalışma ortamları için idealdir.
Hava yataklarında bilyelerin yerini hava yastıkları alır. Hava yataklarının en bilinen uygulamalarından biri de hovercraft'lardır.
Dev bir fan, hoverkraftın altına hava üfleyerek, elastik kauçuk bir "etek" aracılığıyla havanın dışarı çıkmasını engeller. Hoverkraftın altında oluşan yüksek hava basıncı, gövdenin ağırlığını destekler ve böylece hava yastığı üzerinde yüzmesini sağlar.
Gaz yataklarının uygulama alanları giderek genişlemekte ve kapsamlı ve yoğun bir şekilde incelenmektedir. Günümüzde gaz yatakları tekstil makinelerinde, kablo makinelerinde, alet takımlarında, jiroskoplarda, yüksek hızlı santrifüj ayırıcılarında, dişçi matkaplarında, düşük sıcaklıkta çalışan soğutucularda, hidrojen genleştiricilerinde ve yüksek sıcaklıkta çalışan gaz sirkülatörlerinde kullanılmaktadır.
Yayın tarihi: 28 Mart 2025
