Uploaded by hackedwins

MAKEL2 1

advertisement
MAKİNE ELEMANLARI 2
KAVRAMALAR
Genel Bilgiler
•
•
•
Kavramaların temel görevi iki mili birbirine bağlamaktır.
Bu temel görevin yanında bazen uzun millerin taşınma gibi problemlerden
dolayı parça parça yapılarak kavramalarla birleştirilebilir. Yine eksenleri
çakışmayan miller de bir başka kavrama türü ile birleştirilir.
Ayrıca bir mile gelen darbe ve titreşimlerin diğer mile geçmesini önlemek
gibi görevler istenebilir.
Kavrama
Motor
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
İş makinesi
2/30
Kavrama Çeşitleri
Kavramalar büyük çeşitlilik gösterirler. En iyi
sınıflandırma şöyledir;
1. Rijit kavramalar
2. Dengeleme kavramaları
• Mekanizma hareketli kavramalar (Oldham)
• Elastik kavramalar
3. Çözülebilen kavramalar (Debriyaj)
4. Emniyet kavramaları
5. Özel kavramalar (Amaca göre imal edilen)
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
3/30
Rijit Kavramalar
Eksenleri aynı doğrultuda olan iki mili bağlamakta kullanılır. Yani yekpare bir
mile dönüştürürler. Bu kavramadan herhangi kinematik ve dinamik özellik
istenmez.
Bilezikli zarflı kavrama
İki taraftan hafif olarak konik
torna edilmiş manşonlar
üzerine aynı koniklikte
bilezikler çakılarak kavrama
için gerekli basınç sağlanır.
Çözülüp takılması kolaydır.
Kirli, pis ortamlarda çevre
hızları düşük olan durumlarda
kullanılırlar.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
4/30
Kavramada kuvvet moment
Mil ile kavrama arasındaki toplam sürtünme kuvveti:
𝐿
𝐹𝑠 = 𝑑 𝑝 𝜇
2
𝑑
𝑑2
𝑀𝑠 = 𝐹𝑠 2 =
𝑝𝜇𝐿
2
2
Sürtünme momenti
Döndürme momentinin iletilebilmesi için:
Bileziğin çakma kuvveti:
𝑀𝑠 ≥ 𝑘 𝑀𝑑
𝐹ç𝑎𝑘𝑚𝑎 = 𝜋 𝑑1 𝑏 𝑝𝑎 (𝑡𝑎𝑛𝛼 + 𝜇)
b: Manşon genişliği
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
5/30
Rijit Kavramalar
Civatalı zarflı kavrama
Burada bilezikler yerine cıvatalar kullanılmıştır. Gücün, kuvvet bağı ile iletildiği
kabul edilerek bilezikli kavramalardaki gibi hesaplar yapılır.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
6/30
Kavramada kuvvet moment
Mil ile zarf arasında oluşan basınç p ise
𝑑2
𝑀𝑠 =
𝑝𝜇𝐿
2
Sürtünme momenti
Burada cıvatalara verilen ön gerilme kuvveti
Fön ve n adet cıvata varsa
𝑛 𝐹ö𝑛 = 𝑑 𝐿 𝑝
𝐹ö𝑛
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
1
= 𝑑𝐿𝑝
𝑛
7/30
Rijit Kavramalar
Diğer bir bilezikli kavrama
Burada bilezik çakılırken kolaylık olsun diye bileziğe yağ kanalları açılmıştır. Bu
yağ kanallarından basınçlı yağ gönderilir. İki yüzey arasında oluşan yağ filmi,
sürtünme katsayısını düşürerek bileziğin daha kolay çakılmasını sağlar. Aynı
yolla bileziğin çıkarılması da kolaylaşmıştır.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
8/30
Rijit Kavramalar
Kasnaklı kavrama
Şekilde gösterilen kasnaklı kavramada kasnaklardan birinde silindirik bir çıkıntı
diğerinde ise uygun bir girinti vardır. Böylece iki milin merkezlenmesi sağlanır.
İki kasnak uygun sayıda cıvata ile birbirine bağlanır.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
9/30
Kavramada kuvvet moment
Şekilde görüldüğü gibi dr kalınlığında birim
eleman alınırsa buradaki normal kuvvet:
𝐹𝑛 = 2 𝜋 𝑝 𝑟 𝑑𝑟
Sürtünme kuvveti:
𝐹𝑠 = 𝐹𝑛 𝜇 = 2 𝜋 𝑝 𝑟 𝜇 𝑑𝑟
Sürtünme kuvveti:
𝑀𝑠 = 𝐹𝑠 𝑟 = 2 𝜋 𝑝 𝑟 2 𝜇 𝑑𝑟
Kasnaklı kavramada
oluşan sürtünme yüzeyi
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
10/30
Kavramada kuvvet moment
Burada tüm sürtünme alanındaki toplam sürtünme momentini hesaplamak
için integral alırsak:
𝐷 2
𝐷 2
2 𝜋 𝑝 𝜇 𝑟 2 𝑑𝑟 = 2 𝜋 𝑝 𝜇
𝑀𝑠 =
𝑑2 2
𝑟 2 𝑑𝑟
𝑑2 2
1
𝑀𝑠 =
𝜋 𝑝 𝜇 𝐷 3 − 𝑑23
12
Burada n sayıda cıvata için oluşacak basınç ifadesi yazılırsa:
𝑝=
𝐹𝑁
𝑛 𝐹ö𝑛
=𝜋
𝐴
𝐷 2 − 𝑑22
4
Basınç ifadesi sürtünme momentinde yerine koyulursa
𝑛
𝐷 3 − 𝑑23
𝑀𝑠 = 𝐹ö𝑛 𝜇
3
𝐷 2 − 𝑑22
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
11/30
Dengeleme Kavramaları
Oldham kavraması
Eksenleri arasında mesafe bulunan paralel milleri birbirine bağlar.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
12/30
Dengeleme Kavramaları
Oldham kavraması
M merkezinde oluşan kuvvet:
𝑎
𝐹𝑚 = 𝑚 (2𝜔)
2
2
Bir φ açısı ile dönme olduğunda millere etkiyen kuvvetler:
𝐹1 = 2 𝑚 𝜔 2 𝑎 cos 𝜑
𝐹2 = 2 𝑚 𝜔 2 𝑎 sin 𝜑
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
13/30
Dengeleme Kavramaları
Kardan kavraması
Eksenleri arasında açı olan milleri bağlar. Bu kavramada, eksenleri dik iki
mafsal bulunduğundan istavroz kavraması da denir. Sistem üç serbestlik
derecelidir.
tan ψ
𝑂 𝐾 ′ 𝑂 𝐾 ′′ cos 𝛼
=
=
tan 𝜑
𝑂 𝐾 ′′
𝑂 𝐾 ′′
12.2.2020
tan ψ = tan 𝜑 cos 𝛼
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
14/30
Dengeleme Kavramaları
Kardan kavramasında hız iletimi
Bu ifadeden hızları bulabilmek için
ifadenin türevini alırız. Burada α sabit
ve φ ile ψ değişkendir. Buna göre
𝑑ψ 𝑑
𝑑𝜑 𝑑
tan ψ =
tan 𝜑 cos 𝛼
𝑑𝑡 𝑑ψ
𝑑𝑡 𝑑𝜑
𝜔2
cos 𝛼
=
𝜔1
1 − 𝑠𝑖𝑛2 𝜑 𝑠𝑖𝑛2 𝛼
𝜑=
𝜋
2
𝑣𝑒 𝜑 =
3𝜋
2
için hız oranı
𝜑 = 0 𝑣𝑒 𝜑 = 𝜋 için hız oranı
12.2.2020
𝜔2
𝜔1
𝜔2
𝜔1
=
𝑚𝑎𝑥
1
cos 𝛼
= cos 𝛼
𝑚𝑖𝑛
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
15/30
Dengeleme Kavramaları
Kardan kavramasında ω1 = ω2 şartını sağlayan dört φ = φ́ açısı vardır. Buna
göre
cos 𝛼
1=
1 − 𝑠𝑖𝑛2 𝜑 𝑠𝑖𝑛2 𝛼
sin 𝜑 ′ =
1 − cos 𝛼
𝑠𝑖𝑛2 𝛼
Hız iletimindeki düzgünsüzlük;
𝜔1
− 𝜔1 cos 𝛼
𝜔2𝑚𝑎𝑥 − 𝜔2𝑚𝑖𝑛
cos
𝛼
𝛿=
=
𝜔1
𝜔1
1
𝛿=
− 𝑐𝑜𝑠α
cos 𝛼
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
16/30
Dengeleme Kavramaları
Kardan kavramasında hız düzgünsüzlüğünün giderilmesi için
Sürtünme olmadığı düşünülerek I ve II
millerindeki enerji eşitliğinden
𝜔1 𝑀𝑑1 = 𝜔2 𝑀𝑑2
𝑀𝑑2
12.2.2020
𝜔1
1 − 𝑠𝑖𝑛2 𝜑 𝑠𝑖𝑛2 𝛼
=
𝑀 =
𝑀𝑑1
𝜔2 𝑑1
cos 𝛼
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
17/30
Dengeleme Kavramaları
Kardan kavramasında moment etkisi ve yataklardaki tepkisi
Yatak kuvvetleri
𝐹𝐴,𝐵 =
𝑀𝑑1 tan 𝛼
𝐿
II milindeki maksimum ve minimum momentler;
𝑀𝑑2𝑚𝑎𝑥 =
12.2.2020
𝑀𝑑1
cos 𝛼
𝑀𝑑2𝑚𝑖𝑛 = 𝑀𝑑1 cos 𝛼
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
18/30
Çözülebilen kavramalar
Sürtünme yüzeyli kavramalar
Moment ve hareket, en az iki yüzeyin birbiri üzerine bastırılmasıyla doğan
sürtünme momenti ile iletilir.
a) Diskli Kavrama
Moment iletimi iki yüzey arasındaki sürtünme momentinden ibarettir.
Disk kavrama çeşitleri:
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
19/30
Çözülebilen kavramalar
Kavrama momenti
Kavrama momenti sürtünen yüzeyle arasında oluşan
sürtünme momentidir. Kavrama (veya frenleme) momenti
denklemi iki temel varsayımdan birine dayandırılır. Bunlar:
1- Temas yüzeyi boyunca basınç düzgün dağılmaktadır.
2- Temas yüzeyi boyunca aşınma düzgün olmaktadır.
Kavramalarda düzgün basınç varsayımı, disk frenlerde ise
düzgün aşınma varsayımı daha çok tercih edilmektedir.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
20/30
Düzgün basınç dağılımı varsayımı
Yüzey basıncı:
Kavrama momenti:
F
p 2 k2
(rd  ri ).
rd
M k  2. . p.. r 2 .dr 
ri
2.
. p..(rd3  ri3 )
3
Denklemde p değeri yerine konursa:
rd3  ri3
2
M k  .Fk .. 2
3
rd  ri 2
veya
Kavrama momenti:
Mk = Fk.μ.rm
12.2.2020
2 rd3  ri3
rm  . 2
3 rd  ri 2
n adet sürtünme yüzeyi için:
Mk = n.Fk.μ.rm
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
21/30
Düzgün aşınma varsayımı
Aşınma genel olarak basınç ve kayma hızı ile orantılıdır. Kayma
(teğetsel) hızı ise kayma noktasının disk merkezine (dönme
merkezine) olan r uzaklığı ile orantılıdır. Aşınma düzgün ve sabit
kabul edildiğinden:
p.r = C
ve birim eleman alanı
dA=r.dϕ.dr
Normal kuvvet (baskı kuvveti):
dFk=p.dA=p.r. dϕ.dr=C. d ϕ.dr
Katlı integral alınarak tüm sürtünme alanındaki
normal kuvvet:
𝑟𝑑 2𝜋
𝐹𝑘 =
𝐶 𝑑𝜑 𝑑𝑟 = 2𝜋 𝐶 (𝑟𝑑 − 𝑟𝑖 )
𝑟𝑖 0
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
𝐶=
𝐹𝑘
2𝜋 (𝑟𝑑 − 𝑟𝑖 )
22/30
Düzgün aşınma varsayımı
Kavrama (frenleme) momenti;
𝑟𝑑 2𝜋
𝑑𝑀𝑠 = 𝑟 𝑑𝐹𝑠 = 𝑟 𝜇 𝐶 𝑑𝜑 𝑑𝑟
𝑟 𝑑𝜑 𝑑𝑟 = 𝜋 𝐶 𝜇 (𝑟𝑑2 − 𝑟𝑖2 )
𝑀𝑠 = 𝐶 𝜇
𝑟𝑖 0
C sabitinin değeri yerine yazılırsa;
𝑀𝑠 = 𝑀𝑘 = 𝜇 𝐹𝑘
𝑟𝑑 + 𝑟𝑖
= 𝜇 𝐹𝑘 𝑟𝑚
2
Bağıntıya göre belli bir Fk ve μ değerleri için maksimum
sürtünme momenti ri maksimum olunca ortaya çıkar.
Aşınmanın kontrol altında olduğu yağlı yüzeylerde (sintermetal yüzeyler) rd≈1,3ri olması uygundur. Kuru şartlarda
çalışan iş makinası kavramalarında rd≈2,2ri tavsiye edilir.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
23/30
Konik yüzeyler
Koniklikten ötürü oturma alanı, dolayısıyla kavrama momenti büyür.
𝑑𝐴 =
2𝜋𝑟 𝑑𝑟
sin 𝛼
Kavrama momenti:
2 𝜋 𝜇 𝑝 (𝑟𝑑3 − 𝑟𝑖3 )
𝑀𝑘 =
3 sin 𝛼
Baskı kuvveti:
Buna göre Kavrama momenti:
𝑀𝑘 =
𝜇 𝐹𝑘 𝑟𝑚
= 𝜇 𝐹𝑛 𝑟𝑚
sin 𝛼
𝐹𝑘 ≈ 𝐹𝑛 sin 𝛼 + 𝜇 cos 𝛼
𝐹𝑘 ≈ 𝐹𝑛 sin 𝛼
𝐹𝑘 ≈ 𝐹𝑛 (sin 𝛼 − 𝜇 cos 𝛼 )
rd ile ri arasındaki fark küçükse (α küçükse) rm≈(rd+ri)/2 alınabilir. Kavramanın kolay
çözülebilmesi için (otobloke olmaması için α>ρ olmalıdır. Pratikte α=12°-15° alınır.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
24/30
Lamelli kavarma
Kullanma sahaları çok geniştir. Çok sayıda sürtünme yüzeyi mevcuttur.
Kavramada dış lameller 1. mile bağlı olan gövdeye, iç lameller ise 2. mile
bağlı olan gövdeye takılırlar. Böylece lamellerin tümü eksenel doğrultuda
hareket serbestliğine sahipken bir kısmı 1. mil ile birlikte, karşı lameller ise 2.
mil ile birlikte dönmek veya durmak zorunda kalırlar.
Düşey kuvvet ve eksenel
kuvvet arasında;
𝐹𝑘 = 𝐹ℎ
𝑎
𝑏
İç lamellerin sayısı zi
dersek sürtünme yüzeyi;
𝑛 = 2 𝑧𝑖
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
25/30
Kavrama momenti
Kumanda manşonu Fx ile ileri sürüldüğünde tırmanılan eğik (α)
yüzeye dik Fn kuvveti oluşur. Eğik yüzey aşılıp yatay yüzeye
gelindiğinde kilitlenme olur ve manşon geri çekilmeden kavrama
kendiliğinden çözülmez. Fx sürme kuvvetinin karşılığında
manivela burnunda Fk baskı kuvveti oluşur. Fn kuvvetinin x ve y
bileşenleri Fx ve Fy ise;
Fy = Fx. Cotg α
Fx.l3 + Fk.l2 - Fy.l1 = 0
Fk = Fx(l1.Cotg α - l3)/ l2
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
26/30
Dişli kavrama
Dişli kavramalarda sistem devreye girerken iki milin eşit hızda
olması gerekeceğinden sistem durdurulur, dişliler birbirine
geçtikten sonra çalıştırılır. Devreden çıkışta ise sistemin
durdurulması gerekmez.
Basit dişli kavrama
12.2.2020
Senkromeçli dişli kavrama
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
27/30
Kavramalarda Yük Altında Devreye girme
Sürtünme yüzeyli çözülebilen
kavramalarda iki eş yüzey
arasında kayma kaçınılmaz
olduğundan
en
büyük
aşınma, ısınma ve zorlanma
devreye girme (ve çıkma)
geçiş dönemlerinde olur.
Kavrama devreye girerken zamanla
moment ve hız değişimi
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
28/30
Kavramalarda Yük Altında Devreye girme
Genellikle biri ω1 hızıyla dönerken diğeri durmakta olan (ω2 = 0)
iki sürtünme yüzeyinin ilk değmeye başladıkları andan itibaren
ω1 = ω2 oluncaya kadar geçen tk süresine devreye girme süresi
denir.
0-t1 arasında döndürme momenti, kavrama momentine eşitlenir
(M1 = Mk). Bu sırada 2. mil dönmez (ω2 = 0). Kavrama devreye
girer ve t1-t2 arasında 2. milin hızı artarken, 1. milin hızında
düşüş olur ve t2 sonunda iki milin hızı eşitlenir (ω1 = ω2)
Yine t2 sonunda iki milin dönme momentleri eşit olur (M1 = M2).
Son kısımda yani t2-t3 aralığında ise birlikte dönen millerin hızları
artarak t3 sonunda başlangıçtaki ω1 = sbt hızına erişir.
12.2.2020
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
29/30
Kavramalarda Yük Altında Devreye girme
I. Mil ω1 sabit hızında M1 momenti
ile dönmektedir. II. Mil ise ω2
hızında ve M2 momenti ile döneceği
düşünülmektedir.
𝑀1 = 𝑀𝑚1 + 𝑀𝑘 𝑣𝑒 𝑀𝑘 = 𝑀𝑚2 + 𝑀2
1
𝑚 𝑟2
2
𝐼𝑚 =
𝑀𝑘 = 𝑀𝑚2 + 𝑀2
𝑀𝑘 = 𝐼𝑚2
𝜔1
𝑑𝜔2
+ 𝑀2
𝑑𝑡
𝑡𝑘
𝑑𝜔2 =
0
0
𝑀𝑘 − 𝑀2
𝑑𝑡
𝐼𝑚2
𝐼𝑚2 𝜔1
𝑡𝑘 =
𝑀𝑘 − 𝑀2
12.2.2020
𝑀𝑚 = 𝐼𝑚 𝛼
Im: Mil kütlesel atalet
momenti
Mm: Kütle momenti
α : açısal ivme
Kayıp iş için
𝑡𝑘
𝑊𝑘𝑎𝑦𝚤𝑝 =
𝑀𝑘 ∆𝜔 𝑑𝑡 =
0
𝑊𝑘𝑎𝑦𝚤𝑝
1
𝑀 𝑡 𝜔
2 𝑘 𝑘 1
1
𝐼𝑚2 𝜔12
= 𝑀𝑘
2
𝑀𝑘 − 𝑀2
MAKİNE ELEMANLARI 2 KAVRAMALAR
30/30
Download
Random flashcards
canlılar ve enrji ilişkileri

2 Cards oauth2_google_d3979ca9-59f8-451c-9cf7-08c5056d5753

qweeqwqwe

5 Cards oauth2_google_78146396-8b44-4532-a806-7e25cc078908

En Mimar Architecture LTD ŞTİ XD

2 Cards asilyasar069

KALPTE İLETİM NOKTALARI

3 Cards oauth2_google_cfd2531f-f18a-45fd-9d97-afe31596ce7b

Terimler

2 Cards oauth2_google_ef32970e-e5f9-4595-9abe-394e9f6bc8d9

Create flashcards