Kavramalar_1

KavramalarVedat Temiz

Makina Elemanlar I - Kavramalar

Tanm ve Snflandrma

Bir makinada dndren eleman (motor) ile dndrlen blm ya dablmler arasndaki g iletim hattnda iki mil ucu arasnda enerji iletimibann salanmas, birok halde de bu iletimin kontrol amac ilekullanlan elemanlara kavrama denir. Baz yaynlarda kavramalar kaplin vekavrama ad altnda iki ayr grupta verilmektedir. Bu ayrm ngilizceyaynlardaki coupling ve clutch ayrmna dayanmaktadr.

Trleri:

Rijit Kavramalar

Dengeleme Kavramalar

zlebilen-Balanabilen Kavramalar

Emniyet Kavramalar

lk Hareket Kavramalar

Tek Dn Ynnde Balant Salayan Kavramalar (Serbest Dn K.)


Rijit Kavramalar

Rijit kavramalar, iki mil ucunu rijit (kat) bir ekilde birbirine balayan elemanlardr. Baz uzun aftlarn gerektii uygulamalarda bu aftlarn birka parann u uca balanmas ile oluturulmas, gerek imalat gerekse montaj kolayl asndan daha uygundur. Bu aft paralarnn birbirine balantsnda genellikle rijit kavramalar kullanlr.

rnekler:

Gemilerde motor ile pervane arasnda kullanlan aftlar

Kprl krenlerin tahrik sistemlerinde kullanlan baz aftlar

Baz tekstil makinalarnda birbirine benzer bir dizi nitenin tek motorla tahriki durumunda kullanlan uzun aftlar


Rijit Kavramalar-2

Rijit kavramalar, baladklar mil ularnn eksenlerini st ste getirecek (merkezleyecek) bir yapya sahiptir.

Rijit kavramalar dndrme momentini deil ayn zamanda sistemde oluan eilme momenti ve eksenel kuvveti de herhangi bir snm olmakszn iletirler

ok paral uzun aftlarn kullanlmas durumunda bu ok paral mili yataklamak iin kullanlan yatak says birok halde ikiden fazladr ve statik belirsiz bir sistem oluur.

Kavramann mil ularnn eksenlerini st ste getirecek ekilde merkezlemesi, bu milde baz hallerde ar elastik ekil deitirmeler ve olduka byk yatak kuvvetlerine neden olabilir.


Rijit Kavramalar-3

Diskli Rijit Kavrama


Bu kavramada moment ba, gbeklerin disk eklindetemas yzeylerindeki srtnme ile oluur. Ar ykdurumunda cvatalar kesilmeye alarak moment baoluumuna katlr ve fazladan bir emniyet oluturur.

Rijit Kavramalar-4

Diskli Rijit Kavramalar


Uygun cvatalarn kullanldbir diskli rijit kavrama

Diskli rijit kavramaya benzer ekildeular dvlerek ekil verilmi iki aftarasnda uygun cvatalarn kullanldbir uygulama

Rijit Kavramalar-5

Zarfl rijit kavrama


ki paral kavrama gbei cvatalarla mil yzeyine bastrlr. Temas yzeyindeki srtnme, moment ban salar. Feder, nispeten byk boyutlu kavramalarda kullanlr ve fazladan bir emniyet salar. Kavrama, dkme demir malzemeden tek para dklr ve ilenir. Gbek, delii mil apna uygun olarak ilendikten sonra krlarak ya da kesilerek iki paraya ayrlr.

Rijit Kavramalar-6

Bilezikli Kavrama


Bilezikli kavrama, as 2...3 kadardra) Konik bilezikler, b) Zarf st yars, c) Zarf alt yars, e, f) Balanan miller. Feder fazladan bir emniyet iin yerletirilmitir

Rijit Kavramalar-7O.K. Kavramas


Bu kavramada d ap delik ap oran 1,51,8 civarndadr. 7. kalitede ilenen (torna iilii) mil ularna taklr. Nispeten byk apl millerde kullanlan bir kavramadr. Yzey basnc ( ya basnc) 8090 N/mm2 civarndadr. Koniklik 1/80 dir.

Rijit Kavramalar-8Sistemin Dinamii


M momentinin etkidii durum

Rijit Kavrama ile bal sistemdemomentler

Rejim halinde M1= M2= Mk= M0

Her iki tarafn moment dengesi yazlp dzenlenirse

Dengesizlii douran M momenti herhangi bir tarafa etkiyebilir. Kavrama momentindeki art Mrij ile gsterilirse bu moment, M momentinin etkidii tarafa bal olarak

veya

Dengeleme Kavramalar

Rijit kavramalarda olduu gibi eksenlerin st ste getirilmesi ve bu durumunkorunmas konstrktif adan ek zorluk karan ve ek harcama gerektiren birhusustur. U uca gelen iki mil arasnda zel bir ayarlama yaplmad takdirdeaz ya da ok bir geometrik kaklk sz konusu olur. Bazen bu kaklklarolduka byk deerlerde de olabilir ve kullanlacak kavramadan budurumdaki iki mil ucu arasnda balant salamas istenebilir. Buna ek olarak,kavrama ile balanan iki taraftan herhangi birinde sistemin bir zellii olarakdndrme momenti dengesini bozacak bir moment oluabilir. Bu ekmomentin ve sonularnn dier tarafa azaltlarak aktarlmas gerekebilir. Bugibi durumlarda kullanlan kavramalar Dengeleme Kavramalar balaltnda toplanacaktr.Bu kavramalar iki gruba ayrmak mmkndr.

1. Mekanizma Hareketli Kavramalar 2. Elastik Kavramalar


Mekanizma Hareketli Kavramalar

Bu gruptaki kavramalar mil ular arasnda nispeten byk geometrikuyumsuzluklar ve baz kinematik dzgnszlklerin bulunmasdurumunda kullanlan kavramalardr.


ki milin eksenlerinin birbirine gre durumu ve olas kaklklar; a) Eksen dorultusunda yer deitirme (kinematik dzgnszlk), b) Paralelden kak eksenli miller, c) Kesien eksenli miller, d) Aykr eksenli miller (a+b+c)

Byk Asal Kaklklarda Kullanlan Kavramalar

Kardan Kavramas


ematik olarak Kardan Kavramas

Kardan Kavramasnn Elemanlar


Kardan Kavramas


Kardan KavramasKardan kavramas kinematik olarak incelendiinde dndren mil sabit asal hz ile dnerken ikinci milin asal hznn dalgaland, yani 1/2 orannn sabit olmad grlecektir.


Kardan kavramasnda dndren ve dndrlen ksmlar tarafndan taranan alar

Byk Asal Kaklklarda Kullanlan Kavramalar

1=0 ve 1=90 iin evre hzlarnn eitlii yazlrsa


1=0 1=90

1.R=2.R.cos

= 1

=

1.R. cos=2.R

= =

Kardan Kavramas-2


Dzgnszlk katsays

1 numaral milin 1 sabit asal hz ile dnmesi durumunda,eksenler arasndaki asna bal olarak, 2 numaral milin 2 asalhz ile (2-1) dnme alar farknn yarm dn iin zamana gre deiimi.

Kardan Kavramas-3Kardan kavramalarnn seri halde balanmas


Giri mili 1 numaral mil, k mili 3 numaral mil, ara mil (Kardan mili) 2 numaral mil olmak zere zet olarak aadaki iki koul yerine getirilmelidir;

1) Ara milin ekseni 1 ve 3 millerinin eksenlerini eit alarda kesmelidir; yani 1=2 olmaldr.2) K1 kavramasnn ara mile takl atalnn mafsallarnn ekseni 1-2 dzlemindeyken K2 kavramasnn ara mildeki atalnn mafsal ekseni 2-3 dzleminde olmaldr.

kinci koul 1 ve 3 millerinin, dolaysyla eksenin de ayn dzlemde olmas durumu iin basite u hali alr; ara milin ucuna takl kavrama atallar ayn dzlemde bulunmaldr.

Kardan Kavramas-4

Hareketin bir milden dierine aktarlmas srasnda moment vektr dorultu deitirdiinden kavramaya etkiyen momentler millerde eilme etkisi dourur.


Kardan kavramasnda bileke vektr ve yataklara gelen kuvvetler

Kardan Kavramas-5

ki uta birer Kardan kavramas bulunan teleskopik bir ara mil. Yandaki ekillerde kavramann ineli yatakl mafsallar iin iki farkl ekil grlmektedir. Alttaki szdrmazlk asndan daha uygundur.


Kardan Kavramas-6

Ara milde oluan kinematik dzgnszl ve bunun dinamik sonularn snrl tutabilmek iin nispeten yksek hzlarda as snrl olmaldr. Uygulamalarn byk ksmnda bu a 15 nin altnda kalr. Bununla birlikte yava dnen miller iin 35 ye, zel olarak ekillendirilmi kavramalar ile 45ye kadar klabilir.


Mafsal yata kaymal trden olan bir Kardan kavramas

Kardan Kavramas-7

Hadde merdanelerinin tahrikinde kullanlan Kardan kavramasnn ematik grn. Haddelenen malzemenin kalnlnn istee bal olarak deiebilmesi ve anan merdanelerin tekrar ilenmesi, iki merdanenin eksenleri arasndaki araln ayarlanmasn gerektirir.


Flanl ift Kardanlmafsal

Kardan kavramasnn ticari bir kamyondaki uygulamas


Sabit Hz Kavramas


Sabit hz kavramas

Sabit hz kavramas, flanbalantl

Sabit hz kavramasnn elemanlar


Sabit Hz Kavramas


Sabit hz kavramasnn uygulamas


Oldham Kavramas

ekilde paralar birbirinden ayrlm halde perspektif resmi verilmitir. a ve b millere takl kavrama gbekleri (diskleri), cise ara disktir. Disklerdeki girinti ve kntlar ekil ba salar. Kavramadaki diskin de asal hz ayn olmak zorundadr.


Oldham Kavramas


Oldham Kavramas-2

Ara diskin kendi ekseni etrafndaki asal hz, ortak asal hz ya eit olduu halde bu diskin merkezi a kadar bir apa sahip ve her iki eksene teet bir ember zerinde 2 asal hz ile dner. Bunun sonucu olarak Fm=mc.( 2)

2.a/2= 2mc.2.a byklnde bir merkezka kuvvet

oluur ve bu kuvvet girinti ve kntlarn zerinden millere aktarlarak paylalr.


Schmidt Kavramas

Alttaki ekilde bir rnei gsterilen kavramada 1 ve 3 disklerimillerdeki gbeklere taklmaktadr. 2 ise ara disktir. Diskler arasndabulunan ubuklarla bir paralelogram mekanizmas olumaktadr.alma srasnda ara disk belirli bir konum almakta ve disk aynasal hzla dnmektedir.


Kavramann hadde merdanelerinin dndrlmesindeki kullanl

Schmidt Kavramas


Ara diskli kavrama


Oldham kavramas prensibi ile alan, konstrksiyonu farkl bir kavramadr.

Parmakl kavrama

Eksenel harekete izin veren parmakl kavrama


Dili Kavrama

Montaj yapldnda, diler arasnda bulunan az miktardaki yan boluk vebombelik, asal, paralel ya da bunlarn kombinasyonu eklinde kaklklarbulunan iki mil ucu arasnda balant salama zellii kazandrr. Bunlara ekolarak, eksen dorultusunda yer deitirme eklindeki kinematik kaklklar dakavrama iin bir sorun yaratmaz.


Dili kavramada dilerin formu

st kesitte tek, alt kesitte ise iki tarafl kullanm gsterilmitir.

Dili Kavrama-2

Dili kavramann kesitinin perspektif grn


Dili kavrama tarafndan snrl olarak karlanan kinematik dzgnszlkler

Dili Kavrama-3

ki konik mil ucunun dili kavramayla birletirilmesi


Dili Kavrama-4


Dili Kavrama-5


Zincirli Kavrama-1

ki gbek arasnda balant iin ift sra makaral zincirin kullanlm olduu basit bir dili kavrama. Bu amala dili zincirin (sessiz zincir) kullanld tipleri de vardr.


Zincirli Kavrama-2


Elastik Kavramalar

Bu kavramalar esneklik zellikleri ve buna bal olarak kullanm amalar bakmndan iki grupta toplanabilir.

1. Burulma rijitlii olan elastik kavramalar: Burulma esneklikleri pratik olarak olmayan, buna karlk, geometrik kaklklarn ve eksen istikametindeki yer deitirme eklindeki kinematik dzgnszln nispeten kk kald ve bu nedenle mekanizma hareketli bir kavrama yerine bir elastik kavramann yeterli olduu durumlarda kullanlan kavramalar.

2. Birinci gruptaki kavramalarn sahip olduu esnekliklere ek olarak nemli derecede burulma esneklii de bulunan kavramalar: Bu kavramalar, kavrama ile balanan sistemde, herhangi bir yana ya da ayn anda her iki yana olmak zere sistemin dndrme momenti dengesini bozacak momentlerin etkimesiyle sistemde oluacak rahatszlklar snrlayacak zelliklere de sahiptir. Yani pratik olarak darbe etkilerini azaltc ve titreimleri sndrc ilev yaparlar. Elastik kavramalarn ounluu bu gruba giren, burulma esneklii bulunan kavramalardr.


Elastik Kavramalar-2

Burulma esneklii olan kavramalarda kullanlan metal yay elemanlara alma prensipleri ile ilgili rnekler



Elastomer yay elemanlar ve zorlanma ekilleri



Burulma rijitlii olan kavramalarda kullanlan metal yay elemanlara rnekler


Yaylanma Karakteristii ve Snm


Non-lineer karakteristikte yaylanma rijitlii


Yaylanma Karakteristii ve Snm-2

Snm, kavramaya titreimleri sndrme zellii kazandracaktr. Titreimyapan tm sistemlerde olduu gibi bu snm iki farkl karakterde snmdenbiri ya da bunlarn karm olabilir. Bunlardan birincisi kuru ve snr srtnmedurumunda ortaya kan ve basite Coulomb srtnmesi diyebileceimizdurum dieri ise viskoz snmdr.


Coulomb karakterinde (a) ve viskoz (b) karakterde snm iin snm momentinin (ya da kuvvetinin) zaman iinde deiimi. MR: snm momenti

Snmn etkisi


a) Rijit kavramab) Elastik kavramac) Snml kavrama

Tahrik taraf Yk taraf

Snmn etkisi


Elastik kavrama kullanlarak ve kullanlmadan elde edilen karakteristikler

Snml Kavramalarn Statik Karakteristikleri


Asal ekil deiiminin herhangi bir deeri iin ykleme ve boalma momentleri Md yk ve Md bo ile gsterilirse statik deneyde bir periyottaki snm ii


alma srasnda kavrama, rejim halini temsil eden bir M0 momentinin zerine eklenmi deiken bir bileenin etkisinde kalacak ve yklenme ve boalma erileri alttaki gibi olacaktr.


Kavramann iki yars arasndaki asal sapma 1ve 2 deerleri arasnda salnm (osilasyon) yapyor ise bir periyottaki snm ii ykleme ve boalma erileri arasnda kalan alana eit olur ve dorusal karakteristikli bir kavrama iin


Metal yayl kavramalarda snm, genellikle Coulomb snm karakterindedir, yani osilasyon hzndan pratik olarak bamszdr ve statik deneylerle elde edilen snm karakteri dinamik halde de geerli olacaktr.

Elastomer yayl kavramalar karma bir snm karakteri gsterir. Kavramadaki snm, kavramann iki yars arasndaki asal hz farknn yani asal ekil deiimi nin zamana gre trevinin de bir fonksiyonudur.


Viskoz snml bir kavramada salnm frekansna bal olarak yklenme ve boalma erileri. 1: daha dk frekans, 3: daha yksek frekansl durum

MR = MRC + MRV ve MRV=RK.d/dt

Statik ve dinamik karakteristik

Poliretan malzemeden yaplm bir kavramada statik ve dinamik karakteristik


Elastik Kavramalarn Kullanld Sistemlerin Dinamik Davran

Elastik kavramalarn kullanld sistemlerin en basit fiziksel modeli altta grld gibidir. Kavrama dndaki paralarn esneklii ihmal edilir ve ktleler kavramann da bulunduu eksene indirgenirse iki ktleli bir sistem ortaya kar.


Ck; kavramann burulma yaylanma saysRk ; viskoz snm katsays Mi1(t) ve Mi2(t) ; srasyla sol ve sa tarafa etki eden ve sistemin moment dengesini bozan anlk ek momentlerMk ;kavramann iki yarsnn birbirine uygulad moment ;anlk asal ekil deiimi1 ve 2 ; sol ve sa yanlarn dnme asal koordinatlar

M0;rejim halini yani iletilmekte olan ve sabit varsaylabilecek gc temsil eden dndrme momenti

Basamak giri halinde elastik kavramann davran



Sistemin sol ve sa tarafnn hareket denklemleri


=1 - 2, , MC=Ck. ve yazlrsa

Yukardaki denklemleri tek hareket denklemine indirgemek mmkn olur. Bu denklem, titreim hareketi yapan tek serbestlik dereceli sistemlerin hareket denklemidir ve ikinci mertebeden lineer homojen bir diferansiyel denklemdir.


Harmonik kaz Durumunda Sistemin Davran Mi1(t)=M.cosit ve Mi2(t)=0 varsaym ile tek taraftan harmonik bir ikaz momentine maruz sistemin

cevab iin hareket denklemi zlmelidir. Genlii M olan bir harmonik momentle ikaz edilen sistemde kavrama momentinin deiken

ksmnn genlii MkG=Mk max M0 olacaktr. zm sonunda M=MkG/M eklinde, moment iin bytme fonksiyonu yazlabilir. M ile i/n arasnda ekilde verilen iliki elde edilir.


ekilden grlebilecei gibi i/n1 iin ise elastik kavrama rijitkavramadan ok daha kk momentleriiletmekte ve titreim sndrc ileviyerine getirmektedir. Bu kritik st almadurumu, uygun kavrama seimi ilesalanmas gereken durumdur.

Yaylanma Karakteristii Dorusal Olamayan Kavramalarn Kullanlmas Durumunda Ortaya kan Farklar


Elastik Kavrama rnekleri

Diskli elastik kavrama (Elastik manonlu kavrama)


dd(44,5)d, d1 (33,2)d, 0,35d+10 mm, lG1,5d

Elastik Kavrama rnekleri -2Elastik manonlu kavrama Ticari rnekler


Elastik Kavrama rnekleri-3


Kado Kavramas

Poligon Kavrama



Kegelflex Kavramas

Rollastic Kavramas



Periflex kavramasnn deiik konstrksiyonu



Radaflex Kavramas

Elastik parmakl kavrama


Bibby kavramas. Gbekteki dilerin zel ekli kavramaya belirgin lde ykselen karakteristik kazandrr. Kavramann geometrik kaklklar karlama zellii snrldr. Snm zellii ok azdr.




Bibby kavramas


Bur yay paketli kavrama (Renk firmas).Yay paketindeki yaylar arasndaki srtnme ile belirgin bir snm kapasitesi sz konusudur. Geometrik kaklklar dengeleme kapasitesi snrldr.



Helisel yayl kavrama (Cardeflex kavramas). Pratik olarak lineer karakteristikli bir kavramadr. Geometrik kaklklar karlama zellii belirgindir. Snm kapasitesi snrldr.



Yaprak yayl kavrama (Geislinger kavramas). Kavrama yalnz dinamik dengeleme amac ile kullanlabilir. Tam olarak kapal ve ii yala dolu olan kavramada yapraklar arasndaki srtnmeye ek olarak yan boluklar aras geii ek viskoz snm zellii kazandrr. Kavrama kk bir deiiklikle burulma titreimlerine kar damper olarak kullanlabilir.



Yaprak yayl kavrama (Geislinger kavramas).



Voith-Maurerkavramas. Pratik olarak dorusal karakteristikli, kk snml bir kavramadr.



Elastik elik diskli kavrama. Burulma rijitlii olan bir kavramadr. Geometrik kaklklar dengelemek iin kullanlabilir.



Metal krkl kavrama. Servomotorlarla tahrik edilen konum kontroll sistemlerde kullanlr. Burulmaya kar rijit bir kavramadr. Olduka byk geometrik kaklklarda kullanlabilir.



Metal krkl kavrama.


Elastik Kavrama rnekleri-18Kk momentlerde kullanlan ve her trl geometrik kaklkta alabilen bir elastik kavrama. Alminyum alamndan imal edilmitir. zel yaplm trleri 30 lik asal kaklklarda kullanlabilir. Burulma asndan olduka rijit bir kavramadr.



Burulma rijitlii olan kavramalara dier bir rnek. Burada elik disk yerine, d altgen elikten lamine paket kullanlmtr. 36.000 Nm lik nominal momentlere kadar mevcuttur.


Kavramalar_1

Documents

Transcript of Kavramalar_1