1. Malzeme Özellikleri ile Aşınma Direnci Arasındaki İlişki
Bir el çarkının malzemesi, aşınma direncinin belirlenmesinde önemli bir faktördür. Bakalit (fenolik plastik) el çarkları, kararlı moleküler zincir yapıları ve düşük sürtünme katsayıları (0,3-0,4) nedeniyle normal çalışma koşullarında yalnızca 0,01-0,03 mm/1.000 devir aşınma oranı sergiler. Dökme demir el çarkları ise sertliğini arttırmak için (HRC 40-50) ısıl işlemden geçirilir ve ağır yükler altında aşınmanın 0,05 mm/1.000 devirde kontrol altına alınması sağlanır.
Cam elyafla güçlendirilmiş naylon el çarkları, saf naylona göre %50 daha fazla aşınma direnci sunar. Bununla birlikte,--20 derecenin altındaki sıcaklıklarda uzun süreli kullanım, malzemenin kırılganlığını artırır ve potansiyel olarak aşınma oranını 0,1 mm/1.000 devire yükseltir. Paslanmaz çelik el çarklarının (304 ve 316 gibi) aşınma direnci dökme demire göre daha düşük olmakla birlikte, korozif ortamlarda (kimyasal ekipmanlar gibi) ömürleri 2-3 kat uzatılabilmektedir.
2. Çalışma Koşullarının Aşınmaya Etkisi
Bir el çarkının çalışma ortamı ömrünü önemli ölçüde etkiler. Her ne kadar bakalit el çarkları, yüksek sıcaklık koşullarında (metalurji ekipmanındakiler gibi) 170 derecelik bir yumuşama noktasına sahip olsa da, 150 derecenin üzerindeki sıcaklıklara uzun süre maruz kalmak, malzemenin elastik modülünün %20 oranında azalmasına neden olabilir, bu da oluklu yapının deformasyonuna ve artan aşınmaya neden olabilir. Yüksek-nemli ortamlarda (gıda işlemede kullanılanlar gibi), dökme demir el çarkları galvanizlenmeli veya pas önleyici-kaplamayla-sprey kaplanmalıdır. Aksi takdirde, 48 saat içinde pas lekeleri ortaya çıkacak ve Ra yüzey pürüzlülüğü Ra'yı 0,8μm'den 3,2μm'ye ve sürtünmeyi %40 artıracaktır.
Titreşimli ortamlarda (deniz ekipmanındakiler gibi), el çarkı bağlantı elemanları gevşeyebilir, bu da 0,1 mm'yi aşan eşmerkezlilik sapmalarına ve çalışma durmalarının %1'den %10'a artmasına neden olabilir. Ayrıca, tozlu ortamlarda (madencilik makinelerinin bulunduğu ortamlar gibi), parçacık maddeler el çarkı ile mil arasındaki boşluğa girerek aşındırıcı aşınmaya neden olabilir ve rulman ömrünü %50 kısaltabilir.
3. Çalışma Yöntemleri ve İnsan Faktörleri
Yanlış kullanım, el çarkı hasarının ana nedenlerinden biridir. Uzun kollu veya boru anahtarıyla bir el çarkını çalıştırırken tork, nominal değerin 2-3 katını aşabilir ve kare delik veya kama yuvasının deformasyonuna neden olabilir. Örneğin, bir takım tezgahı el çarkının nominal torku 50 N·m'dir, ancak bir boru anahtarı kullanıldığında uygulanan gerçek tork 150 N·m'ye ulaşabilir ve bağlantı arızasına neden olabilir.
Darbeli bir aletle (çekiç gibi) doğrudan darbe, bakalit malzemeyi çatlatabilir veya dökme demirde mikro çatlaklara neden olabilir. Bu kusurlar alternatif stres altında yayılır ve sonunda kırılmaya yol açar. Sık sık aşırı yükleme yapılması (valf el çarkının sık sık açılıp kapanması gibi), rulman bilyesi yüzeyinde oyuklanma korozyonuna neden olabilir ve bu da bir yıl içinde aşınmayı on kat artırır.
4. Bakım Düzeyi ve Uzatılmış Kullanım Ömrü
Düzenli bakım, el çarkının aşınma riskini önemli ölçüde azaltabilir. Temizlik esastır; yağın ve tozun derhal giderilmesi malzemenin bozulmasını önler. Örneğin, bakalit bir el çarkının yüzeyinde gres uzun bir süre kalırsa, yalıtım direnci 10⁷Ω'un altına düşebilir ve bu da elektrik kaçağı riskini artırabilir. Yağlama malzemeye göre seçilmelidir. Dökme demir el çarkları kalsiyum-bazlı gres kullanırken, naylon el çarkları özel bir naylon yağlayıcı gerektirir. Her 3-6 ayda bir yağlama rulman ömrünü %30 oranında artırabilir.
Bağlantı elemanlarının kontrol edilmesi gevşemeden kaynaklanan titreşim hasarlarını önleyebilir. Deneysel veriler, 1 mm'lik gevşek bir cıvatanın el çarkı titreşimini %200 artırabildiğini ve iç yapının aşınmasını hızlandırabildiğini göstermektedir. Aşırı yükten kaçınmak, çarpışmaları önlemek kadar önemlidir. Örneğin, taşıma sırasında bir el çarkı darbe alırsa eşmerkezliliği 0,1 mm'den fazla sapabilir ve bu da operasyonel gecikmeye neden olabilir.
