Aşınma Koruması: Soketin yatak boşluğunu ve ana şaftını doğrudan metal-metal temasından koruyarak, yüksek hızlı dönüş (500–1500 dev/dak) ve eksenel yüklerden (binlerce kilonewtona kadar) kaynaklanan aşınmayı azaltır.
Sürtünme Azaltma: Ana şaft ile soket arasında enerji kaybını ve ısı oluşumunu en aza indirmek için düşük sürtünmeli bir yüzey (yağlama altında sürtünme katsayısı ≤0,15) sağlamak.
Yük Dağılımı: Ana şafttan sokete eksenel ve radyal yüklerin eşit şekilde dağıtılması, lokalize gerilim yoğunlaşmasının önlenmesi ve her iki komponentin kullanım ömrünün uzatılması.
Hizalama Telafisi: Hafif esnekliği sayesinde ana mil ile soket arasında küçük kaçıklıklara izin vererek, çalışma sırasında titreşimi ve gürültüyü azaltır.
Liner Gövde: Yatak bronzundan (örneğin, ZCuSn10Pb1), babbitt metalinden (kalay esaslı: Sn %83–85, Sb %11–13) veya çelik destekli bimetal malzemeden (sinterlenmiş bronz tabakalı çelik gövde) yapılmış içi boş silindirik bir manşon. Duvar kalınlığı, kırıcı boyutuna bağlı olarak 5–15 mm arasında değişmektedir.
İç Yatak Yüzeyi: Ana şaftla doğrudan temas eden, düşük pürüzlülüğe (Ra0,8–1,6 μm) sahip hassas işlenmiş bir yüzey. Genellikle yağlayıcıyı tutmak ve sürtünmeyi azaltmak için çevresel yağ kanallarına (0,5–2 mm derinliğinde) sahiptir.
Dış Yüzey: Yuvanın yatak boşluğuna, yuvaya göre dönmeyi önlemek için sıkıştırma uyumu (0,01–0,05 mm) ile oturan silindirik veya hafif konik bir yüzey.
Flanş (Opsiyonel): Yuvanın eksenel hareketini sınırlamak için bir ucunda radyal flanş bulunur ve bu sayede astarın ağır eksenel yükler altında yerinde kalması sağlanır.
Yağlama Özellikleri:
Yağ Olukları: İç yüzeyde bulunan eksenel veya spiral oluklar, yağlayıcıyı temas alanı boyunca eşit şekilde dağıtarak kuru sürtünmeyi önler.
Petrol Delikleri: Dış yüzeyi iç kanallara bağlayan, soketin yağlama kanallarıyla hizalanarak yağ akışını sağlayan küçük delikler (φ3–φ6 mm).
Pahlar: Montajı kolaylaştırmak ve gömlek-mil arayüzünde gerilim yoğunlaşmasını önlemek için her iki uçta yuvarlatılmış kenarlar (0,5–2 mm yarıçap).
Malzeme Seçimi:
Yatak bronzu (ZCuSn10Pb1), yüksek basınç dayanımı (≥300 MPa), iyi ısı iletkenliği ve çelik şaftlarla uyumluluğu nedeniyle tercih edilmektedir. Bileşimi %9-11 Sn, %0,5-1,0 Pb ve Cu dengesi ile HB 80-100 sertlik aralığında kontrol edilmektedir.
Döküm:
Savurma döküm: Erimiş bronz, yoğun ve homojen bir yapıya sahip silindirik bir manşon oluşturmak için dönen bir kalıba (1000-3000 dev/dak) dökülür. Bu yöntem, eş merkezliliği sağlar ve gözenekliliği (hacimce ≤%5) en aza indirir.
Kum Dökümü: Flanşlı gömleklerde, yağ olukları veya delikleri oluşturmak için çekirdekli kum kalıplar kullanılır. İnce kesitlerin tamamen doldurulmasını sağlamak için döküm sıcaklığı 1000–1100°C'dir.
Isıl İşlem:
Bronz gömlekler, döküm stresini azaltmak ve işlenebilirliği artırmak için 1-2 saat boyunca 500-600°C'de tavlanır ve ardından yavaş soğutulur.
İşleme ve Sonlandırma:
Kaba İşleme:Döküm ham parçası, dış çapı, iç deliği ve flanşı (varsa) işlemek için torna tezgahında tornalanır ve 0,5–1 mm'lik bir bitirme payı bırakılır.
Son İşleme: İç ve dış yüzeyler, boyut toleranslarını (IT6–IT7) ve yüzey pürüzlülüğünü Ra0,8 μm'yi elde etmek için hassas tornalanmıştır. İç delik, üstün yuvarlaklık (≤0,005 mm) için honlanmıştır.
Yağ Oluğu İşleme: Yağlayıcının tutulmasını en iyi hale getirmek için iç yüzeye hassas derinlik ve aralıklarla oluklar frezelenir veya broşlanır.
Çelik Kabuk Hazırlığı:Düşük karbonlu çelikten (Q235) bir manşon, istenen dış boyutlara çekilir veya işlenir, daha sonra yatak tabakasıyla bağlanmayı artırmak için temizlenir ve pürüzlendirilir (örneğin kum püskürtme yoluyla).
Yatak Katmanı Uygulaması:
Sinterleme: Bronz tozu (örneğin, CuSn10) koruyucu atmosferde (azot) 800-900°C'de çelik gövde üzerine sinterlenerek 0,5-2 mm kalınlığında gözenekli bir tabaka oluşturulur.
Rulo Bağlama: İnce bir bronz levha (0,3-1 mm kalınlığında) yüksek basınç (100-200 MPa) altında çelik gövde üzerine soğuk haddelenerek metalurjik bir bağ oluşturulur.
Son İşleme: İç yüzey istenilen ölçü ve pürüzlülüğe göre son işleme tabi tutulur, gerektiğinde yağ kanalları eklenir.
Malzeme Testi:
Kimyasal bileşim analizi (spektrometri), malzeme standartlarına uygunluğu doğrular (örneğin, ZCuSn10Pb1: Sn %9–11, Pb %0,5–1,0).
Sertlik testi (Brinell), bronz gömleklerin HB 70–90 sertliğine sahip olmasını, aşınma direnci ve süneklik arasında denge sağlamasını garanti eder.
Boyutsal Doğruluk Kontrolleri:
Koordinat ölçüm makinesi (CMM), kritik boyutlar için toleransları ±0,01 mm olarak kontrol ederek iç/dış çapları, duvar kalınlığının düzgünlüğünü ve flanş kalınlığını denetler.
İç yüzeyin yuvarlaklığı ve silindirikliği, düzensiz aşınmayı önlemek için yuvarlaklık test cihazı kullanılarak ölçülür ve değerlerin ≤0,005 mm olması sağlanır.
Mikroyapısal Analiz:
Metalografik inceleme, bimetalik astarlarda gözenekliliği (bronzda ≤%5) ve bağlanma kalitesini (çelik ve yatak katmanları arasında delaminasyon olmaması) kontrol eder.
Performans Testi:
Sürtünme Katsayısı Testi: Bir tribometre, simüle edilmiş yük (10–50 MPa) ve hız (500–1500 rpm) altında sürtünmeyi ölçer ve yağlama ile ≤0,15 değerleri gerektirir.
Aşınma Testi: Pim-disk testi, astar malzemesini 10⁶ çevrime tabi tutar ve uzun hizmet ömrü sağlamak için ağırlık kaybı ≤5 mg ile sınırlandırılır.
Uygunluk ve Montaj Kontrolleri:
Astar, sıkı geçmeyi doğrulamak için bir test soketine deneme amaçlı yerleştirilir: bozulma olmadan hafif bir basınç kuvveti (5–20 kN) gerektirmelidir.
İç delik, yük altında sıkışmadan düzgün bir dönüş sağlamak için standart ana şaft numunesiyle uyumluluk açısından kontrol edilir.
