Rulman Arızaları Önceden Nasıl Tespit Edilir?

Rulmanlar motorların kalbidir. Motordaki mekanik hareketin en az sürtünmeyle aktarılması gerekmektedir. Sürtünmenin artması, motorun verimini doğrudan etkiler. Bu yazımızda rulman arızalarını inceleyeceğiz. Rulmanda ne gibi arızalar oluşur? Belirtileri nelerdir? Rulman arızaları motora nasıl yansır ve çözümleri nelerdir? Rulman arızalarını önceden nasıl tespit edebiliriz? Cevaplarını yazımızda bulabilirsiniz.

A- A+

05.02.2015 tarihli yazı 69245 kez okunmuştur.

Rulman Nedir, Ne İşe Yarar ?

Rulman, iç ve dış iki bilezik ve arasında yuvarlanan bilya, makara gibi parçalardan oluşan, olabilecek en az sürtünmeyle dönme hareketi yapan motorun en önemli elemanlarından biridir. Rulmanın yapısında iç bilezik, dış bilezik, yuvarlanma elemanları ve kafes bulunur. Rulmanlar çok güçlü mekanik etkilere dayanabilecek şekilde üretilir.

Bazı durumlar vardır ki rulman zarar görür ve bu durumdan motor olumsuz etkilenir. Rulmanda meydana gelebilecek bir arıza, motorun verimini düşürür. Motorun çalışmasını doğrudan etkileyen bir eleman olan rulmanların arızasının olup olmadığı doğru teşhis edilmelidir. Motorun çalışmasını doğrudan etkileyen makine elemanı olan rulman arızalarını inceleyelim.

► İç ve dış iki bilezik ve arasında yuvarlanan bilya, makara vs. elemanların en az sürtünme kuvveti ortaya çıkararak döner hareket yapan ve farklı güçler taşıyan bir makine elemanına rulman denir.

Rulman Arızaları Sebepleri, Belirtileri ve Önlenmesi

Her rulmanın bir ömrü vardır. Yapılan bir araştırmaya göre, elektrik motorlarındaki rulmanların sadece %34’ü kendi ömrünü tamamladığı ortaya çıkmıştır. %66'sı ise kullanım ömrü tamamlanmadan bir arıza nedeniyle erkenden değiştirilmek zorunda kalmaktadır. Rulmanlar uzun ömürlü, dayanıklı, yüksek güçlü olarak imal edilirler. Ancak rulmanlarda bakımsızlıktan, tedbir alınmamasından, kötü kullanımdan veya yanlış montaj gibi etkenlerden arıza oluşabilmektedir.

► Rulmanda Yorulma Belirtisi ve Yol Açtığı Arızalar

Rulmanlar çeşitli nedenlerden dolayı mekaniksel olarak yorulurlar. Bunun belirtileri rulman yüzeyinden parçacıklar kopması şeklinde olabilir. Rulmandaki yuvarlanma elemanları yük taşıyan yüzeyle olan temasında kayma gerilimleri oluşur. Bu gerilmeler yüzeyin belli noktalarında çatlaklar meydana getirir. Bilya gibi yuvarlanma elemanları dönme hareketi esnasında bu çatlakların üzerinden geçtikte parçacıklar koparır. Burada önemli bir nokta da rulmanın dayanabileceği devir sayısı ve rulmanın çalışacağı işletme süresidir. Rulmanın yorulma belirtisi, ortam şartlarına, yüke ve rulmanı oluşturan parçaların mekaniksel dayanımına bağlıdır.

Rulmanda oluşan yorulmanın neden olduğu arızalar; pullanma, soyulma, kazınma, sıvanma, aşınma, çatlaklar. Bunların sebepleri de aşırı yüklenme, darbe yükü, sürtünme, eksen kaçıklığı, yüksek hız, yanlış ve yetersiz yağlama, bileziklerin eğimli olması ve yanlış montaj gibi nedenler gösterilebilir.

► Rulmanda oluşan yorulmanın neden olduğu arızalar; pullanma, soyulma, kazınma, sıvanma, aşınma veya çatlaklar şeklinde olabilmektedir.

► Krepaj

Dönme sırasında ani aşırı ısınma oluştuğunda rulmanın rengi bozulur. Hasar arttıkça bilezikler, döner elemanlar ve kafes yumuşar, erir ve deforme olur. Bunun nedenleri yetersiz yağlama, aşırı yüklenme ve aşırı devir sayısı, iç boşluğun çok küçük olması, mil ve yatağının mekaniksel dayanımının az olmasını sayabiliriz.

► Rulman Kafesi Hasarı

Rulman kafesi hasarı, kafes deformasyonu, kafesin kırılması veya kafesin aşınması şeklinde olabilir. Bunun nedenleri ise yanlış montaj, yüksek moment yükü, aşırı hız, yetersiz yağlama veya sıcaklık artışı olarak sayılabilir.

► Pas ve Elektriksel Korozyon

Rulman elektrik akımına maruz kaldığında, yuvarlanma yolu ve döner hareket yapan elemanlar arasındaki temas noktalarında ince yağ tabakasında arklar oluşur. Bu arklarda yanıklara sebep olur. Temas noktaları eriyerek oluk şeklinde kıvrımlar oluşturur. Arkın neden olduğu erime sonucunda bu kıvrımlar krater tarzı bozulmalar meydana getirir. Bu durum pas ve korozyonu oluşturur. Bunu önlemek için rulman üzerinden elektrik akımının geçmesini önlemek gerekir. Bunun için çeşitli devreler tasarlanabilir. Rulmanlar izole edilir. Ayrıca yağlamanın doğru şekilde yapılması gerekir.

► Rulmanda arkın neden olduğu erime sonucunda bu kıvrımlar krater tarzı bozulmalar meydana getirir. Bu durum pas ve korozyonu oluşturur.

► Montaj Hatalarından Kaynaklanan Arızalar

Rulmanlar yerleştirilirken çok dikkatli yerleştirilmelidir. Çünkü rulmanların takılması ve sökülmesi durumlarında yuvarlanma yollarının döner elemanların yüzeyinde düz ve eksenel çizikler meydana getirir. Bunları önlemek için doğru montajın yanında pres makinesinin kullanımı sırasında oluşan darbelerden kaçınılmalıdır.

Sonuç olarak yukarıda belirttiğimiz bazı rulman arıza türleri genelde yetersiz veya fazla yağlama, aşırı yük, aşırı dönüş hızı, küçük iç boşluğunun fazlalığı, döküntü, kir veya su girişi, yatak hassasiyetinin yetersizliği, balanssızlık, kaplin ayarı veya eksenel kaçıklık gibi durumlar nedeniyle meydana gelmektedir.

Rulmanın Ömrünü Etkileyen Faktörler Nelerdir?

Rulman yapan firmaların amaçları uzun ömürlü, daha dayanıklı, yük kapasitesi yüksek, yüksek devirlere çıktığında daha sessiz çalışan rulman üretmektir. Üretimdeki ince ayrıntılar hayati önem kazanabilir. Rulmanın ömrünü etkileyen faktörleri kısaca sıralayacak olursak; sıcaklık, temizlik, rutubet, toz, rulmanın kalitesi, malzemenin yorulması, yağlama maddesidir. Tabiki de her rulmana göre bu seçeneklerin etkileri değişecektir.

► Rulmanlarda meydana gelen arızalar motordaki sürtünme kayıplarını doğrudan etkiler. Bu da verime doğrudan etki eder. Çünkü mekanik gücün en az sürtünmeyle aktarılması gerekir. Rulmanda meydana gelebilecek bir arıza önceden tespit edilip önlemi alınırsa motor daha verimli çalışır.

Bu etkilerden en önemlisini ele alacak olursak, yağlama rulmanlarda ömür belirleyicisi olarak ele alınır. Yağlamada kullanılacak yağın film tabakası oluşturması ve bilya, makara gibi yuvarlama elemanlarının zarar görmesi engellenmelidir. Fakat bu işlem yapılırken temas yüzeyinin şekli bozulmamalıdır. Asla direkt olarak rulmana sert bir cisimle vurulmamalıdır. Çok önemli olan bir adım olan diğer bir yapılmaması gereken hareket, kapaklı rulmanların içerisine yağ basılıp kapatılmamalıdır. Çünkü kapaklı rulmanlar yağlamasız tiptir. İmalat zamanında kullanılacak gres yağı sayesinde tekrar bir yağlama gerektirmez.

Ayrıca diğer bir işlem ise bir üretim tesisindeki rulmanların teker teker değiştirilmesi yerine rulmanların hepsinin birden değiştirilmesidir. Bu ise size yeni bir problemden dolayı üretimin aksamasını ve zamandan kayıp olmasını engelleyecektir. Rulman montajında dikkat etmemiz gereken adımlara geçersek, öncelikle ilk dikkat etmemiz gereken kural rulmanları, montaj yapacağımız zaman ambalajından çıkarmaktır. Biz montaj yapacağımız zamana kadar içinde bulunduğu ortamdan toz, nem gibi etkiler sebebiyle olumsuz etkilenebilir. Montaj sırasında kullanılacak kuru eldiven de bu etkiden korunmak içindir. Rulman üreten firmaların bir çoğu üretim esnasında onu bu etkilerden korumak ve oksitlenmesini engellemek için zaten yağ bastığı için bu yağı temizleyip de tekrar yağ basmaya gerek yoktur. Zaten sizin kullanacağınız yağ da bu yağa uyum sağlayacaktır.

Rulman montajındaki kullanılacak yöntemler ise, ısıtarak, pres baskı ile, hidrolik, rulman çakma seti ile montajdır. Bilyalı rulmanlar ise indüksiyon ile ısıtma ile rulmana verilen tahribat nerdeyse sıfıra düşürülür.

Rulman Arızaları Önceden Tespit Edilebilir mi ?

MCM motor durum izleme teknolojisi ile bu tür mekanik arızaları motordan sadece 3 faz akım-gerilim bilgilerini alarak 3 - 6 ay öncesinden tespit edilebilmektedir.

Artesis MCM fan, pompa, kompresör, konveyör gibi elektrik motorları ile sürülen ekipmanları sürekli izleyen, mevcut ve gelişen arızaları aylar öncesinden tespit eden, bir arıza erken uyarı sistemidir. MCM, bunu sadece motorun üç faz akım ve gerilimini ölçerek gerçekleştirir. Ekipman üzerine sensör montajı gerektirmez.

Motor Durum İzleme Teknolojisi (MCM), fan, pompa, kompresör, konveyör gibi elektrik motorları ile sürülen ekipmanları sürekli izleyen, mevcut ve gelişen arızaları aylar öncesinden tespit eden, bir arıza erken uyarı sistemidir. MCM, bunu sadece motorun üç faz akım ve gerilimini ölçerek gerçekleştirir.

Vibrasyon teknolojisine göre avantajı; vibrasyon teknolojisinde kullanılan sensörlere ihtiyaç olmaması, buna bağlı olan elektronik sistemler pahalı olması ve karışık grafikleri yorumlamak zorunda olunmamasıdır. MCM motor durum izleme teknolojisinin hem kendisi hem de aksesuarları ucuzdur. Sensör tarzı cihazlara gerek yoktur. Sadece motordan 3 faz akım-gerilim bilgisi alınması yeterlidir.

Sadece Akım Gerilim Bilgisi Ölçülerek Rulman Arızası Daha Oluşmadan Tespit Edilebilir mi?

Evet edilebilir. MCM teknolojisi hem mekanik (balanssızlık, eksenel kaçıklık, rulman, vb.) hem de elektriksel arızaları (sargı gevşekliği, kısa devre, vb.) tespit eder. Aynı zamanda RMS gerilim, RMS akım, güç faktörü, harmonik distorsiyon gibi elektriksel parametreleri de hesaplar, veri tabanına kaydeder.

Artesis MCM teknolojisi, sadece Türkiye'de değil, Amerika'da ve Japonya gibi ülkelerde de kullanılmaktadır. Ürün, “Kestirimci Bakım’da Yaratıcılık ve Basitlik” sağlaması sebebiyle İngiltere’de "The Institution of Engineering and Technology" kurumu tarafından verilen "Innovation in Engineering Awards 2007 – The IET" ödülüne ve TÜBİTAK-TTGV-TÜSİAD teknoloji büyük ödülüne layık görüşmüştür.

Rulman arızalarını önlemek için;

► Kestirimci bakım ve durum izleme yapılmalı
► Kaliteli rulmanlar ve gres yağı kullanılmalı,
► Rulmanın montajı ve demontajı hatasız yapılmalı,
► Temizliğin, sızdırmazlığın iyi olması,
► Aktarma elemanı ve balans ayarının doğru yapılması gerekir.

Rulman arızaları, asenkron motorlarda çok sık meydana gelen mekanik arıza türlerinden biridir. Bunlar uzun süren arızalar olması, bakım yönetiminin önemini ortaya koymaktadır. Endüstriyel tesislerde çok fazla sayıda motor ve bu motorlarda yüzlerde rulman olduğunu düşünürsek bakım planlamasının çok profesyonel yapılması ve önceden tedbir alınması gerekmektedir.

Rulmanların Depolanması Nasıl Olmalıdır?

Büyük çaplı ve ağır rulmanlar, sarsıntılarda oluşacak tahribatı minimize etmek için yatay olarak stoklanır. Bulunduğu deponun sıcaklığı +6 ile +25 derece sıcaklıkta olmalıdır ve gece ile gündüz arası sıcaklık farkı 8 dereceyi geçmemelidir. Bağıl nem %65 den fazla olmamalı ve asla direkt olarak ısıya maruz kalmamalıdır. Asit, baz gibi herhangi bir aşındırıcı kimyasal malzemelerden de uzak tutulmalıdır. Stoklanmada ağaç raflar kullanılır. Kapaklı rulmanlar 2 yıl, açık rulmanlar ise 5 yıl depolanırlar.

Kısa ve pratik bilgiler verecek olursak; gürültüyü en aza indirmek ve iyi bir sızdırmazlık için plastik kafesli rulmanlar kullanılmalıdır. Çünkü metal kapaklıların sızdırmazlığı iyi değildir. Eğer çalışma ortamı sıcaklığı yüksek ise metal kapaklı kullanılmalıdır. Makaralı rulmanlarda ise esneklik azdır.

Kaynak:

► Artesis
► ShuntTech