MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 ·...

40
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 1 MAFSALLI MİLLER VE MAFSALLAR

Transcript of MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 ·...

Page 1: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 1

MAFSALLI MİLLER VE

MAFSALLAR

Page 2: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 2

4. MAFSALLI MİLLER VE MAFSALLAR

Mafsallı miller, tahrik momentini vites kutusu çıkışından tahrik aksına iletir. Miller

mafsalları yardımıyla, vites kutusuna aksettirmeden, tahrik milinin titreşimlerini

birlikte yok eder. Mafsallı miller genelde yüksek kaliteli ıslah çeliklerinden imal

edilir. Çoğu kez içi boş boru şeklinde imal edilirler, çünkü içi boş miller aynı

yükleme durumunda dolu millere göre daha hafiftirler.

MOTORLU TAŞITLARDA KARDAN MAFSALLARI VE MİLLERİ

Kamyon ve otobüslerde mafsallı millerin boyutlandırılması

Ana tahrik-I Ana tahrik-II Tali tahrik

Güç iletimi için kardan mafsallı miller (İstavroz veya Hooke mafsalları da denir) kamyonlarda hem aracın ve yan donanımların tahrikinde hem de vites kutularının kumandasında geniş bir kullanım olanağına sahiptir. Yan donanımların tahrikinde kullanılan mafsallı miller ( Hidrolik pompa, halat

tamburu v.s.) iletilmesi gereken güç yani döndürme momenti, montaj şartları ve gerekli donanım ömür süresine göre boyutlandırılır. Araçların tahrik sisteminde kullanılan kardan milleri aşağıda kabaca verilen hesaplamaya göre belirlenir:

1. I. vites kademesinde aracın hareket geçişi esnasında kardan millerinin yüklenmesi motor momenti MM ve vites kutusu max. çevrim oranı çarpımından elde edilir

topM iMM max,11 . Kalkış momenti

2. Kalkış momenti yol ve tekerlek arasındaki

kuvvet bağıntısı ile sınırlandırılmıştır. Burada

sürtünme katsayısı = 0,6 ...1,0 alınır

.1

.. 0

Top

AFi

RGM Tutunma momenti

Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti MGW katalog momenti MK değerini

aşmayacak şekilde ilgili firmaların verdiği katalogdan seçilir.

Page 3: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 3

Kardan Mafsalları

Islah çeliğinden yapılırlar. Mafsal çatalları ve mafsal istavrozu birbiri ile oynar

şekilde bağlıdır. Mafsal muyluları, mafsal çatalı içine çoğu kez tamamen kapalı iğne

masuralı yataklar ile bakım gerektirmeyecek şekilde yataklanır.

Bağlantı flanşı

İğne masuralı yatak

Mafsal çatalı

Mafsal istavrozu

Resim : Kayıcı parçası

olan kardan mili ve kardan

mafsalları

Page 4: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 4

1. Kardan Mafsalının Kinematiği

Eksenleri birbirlerine göre açısı yapacak şekilde eğimli duran iki milin birbiri ile

irtibatlandırılması halinde, tahrik milinin 1 açısal hız ile 1 dönme açısı kadar

dönmesine karşılık tahrik edilen milin açısal hızı 2 ve dönme açısı 2 her

durumda birbirleri ile örtüşmez. Dönme açısı farkı ve buna bağlantılı olarak

düzgünsüzlük derecesi aradaki mafsalın eğim açısına bağlıdır.

İlişkiler aşağıdaki denklem ve şekillerde verilmiştir:

11

12cos

tanarctan

cos2

cos1arctan

121

22 w.sin.sin1

cosw

sin.tanw

wwU

1

min2max2

.

. . . .

1 = 0 (Tahrik çatalı hareket düzleminde ise)

Eğim açısı

zg

ünsüzlü

k d

ere

ce

si U

Mil 1

Mil 2

1 , 1

2 , 2

Page 5: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 5

.

. . . .

1 = 0 (Tahrik çatalı hareket düzleminde ise)

Eğim açısı

zg

ünsüzlü

k d

ere

ce

si U

Mil 1

Mil 2

1 , 1

2 , 2

Resim : Yarım turda mafsal giriş ve çıkış açıları farkının ve hız düzgünsüzlüğünün (U)

farklı değerlerinde değişimi .

Page 6: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 6

İkinci Bir Mafsalla Düzgün Olmayan Hareketin Tamamen Düzeltilmesi

birinci mafsalın oluşturduğu hareketteki pozitif yöndeki faz kayması + ikinci mafsalın

sağlayacağı aynı büyüklükteki bir faz gecikmesi - ile ortadan kaldırılabilir .

.

Z tertibi

W tertibi

1. İki mafsallı miller :

Mafsalların eğilme açıları aynı açısal

büyüklükte olmalıdır : 1 =2. Bu kural üstten ve yandan görünüşler için de geçerlidir.

Bağlantı milinin mafsal çatalları bir düzlemde bulunmalıdır.

Her üç mil de aynı düzlemde bulunmalıdır.

Dikkat : Her üç kuralında aynı anda yerine getirilmiş olması gerekir

Hacimsel (üç boyutlu) mafsal düzenlemesinden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Tahrik eden ve edilen millerin aynı düzlemde olmaması durumunda , ancak bir hacimsel düzenlemen söz edilebilir. Eğer hacimsel düzenleme kaçınılmaz ve montaj açısından kesin ise, mafsal kaydırması ile bu hata kinematik olarak kompanse edilebilir.

Üstten görünüş H1 =H2.

Yandan görünüş V1 =V2.

Bileşke eğilme açısı için aşağıdaki eşitlikler geçerlidir:

Page 7: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 7

Bu mil düzenlemesinde bileşke mafsal eğilme açılarının eşit büyüklük değerinde

olması kuralı gene geçerlidir, yani res 1 = res 2 olmalıdır.

Bir taraftan 1. mil ve ara milin oluşturduğu düzlem-1 ve diğer taraftan 2. mil ve gene

ara milin oluşturduğu düzlem-2 arasında ara milin mafsallarının birbirine göre

saptırılmasıyla sağlanan bir açısı oluşturulur.

.

.

Saptıma açısı 1 ve 2 nolu millerin teşkil ettiği

Düzlem – 1

2 ve 3 nolu millerin teşkil ettiği

Düzlem - 2

Mafsal çatalı 1 nolu düzlemde

Mafsal çatalı 2 nolu düzlemde

Resim : Hacimsel bağlantıda orta milin çatalları birbirine göre kadar dönmüş olarak

monte edilmelidir

Page 8: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 8

Saptırma açısı aşağıdaki gibi belirlenir: .

Örnek A

Örnek B

Resim : Hacimsel bağlantıda saptırma açısının grafik ve

hesap yöntemiyle tespiti

Eğer açı değeri 900 üzerinde çıkarsa

1800 ‘ye tamamlayan açı değeri alınır.

Mamafih hesapla bulunan değerin

grafik yöntemi ile tamamlanması

gerekir, çünkü hesaplama yönteminde

dönüş yönü bilinememektedir.

Konstrüktif nedenlerden dolayı sapma

açılarının eşitliği sağlanamazsa, en

azından aşağıdaki verilen şartın

sağlanmasına çalışılmalıdır :

02res

21res

2E 3

Page 9: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 9

Üç Mafsallı Miller

İrtibatlandırılacak komponent mesafelerinin büyük olduğu tüm uygulamalarda

kardan milleri ilave elastik yataklar ile desteklenmelidir. 3 nolu mafsaldaki artık

düzgünsüzlüğü en aza indirmek için, tüm mafsallardaki düzgünsüzlüğün

toplamının sıfır veya yaklaşık sıfır olması gerekir.

Ön işaret mafsal pozisyonlarına uygun olarak aşağıdaki resimde verilen ön işaret

kuralına göre alınır.

0UUUU 321

. .

.

Mafsal 1

Mafsal 2

Mafsal 3

.

Bu mafsal pozisyonunda

Bu mafsal pozisyonunda

Resim : Üç mafsallı milde toplam düzgünsüzlüğün belirlenmesi

0027,0U02

3

2

2

2

1E 3

Page 10: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 10

Yatak Kuvvetleri ve Eğilme Momentleri

Tahrik eden ve edilen millerin yatakları statik, dinamik kuvvetler ve momentler

tarafından zorlanır.

Bu yatak kuvvetleri statik yükleme durumunda

• Kardan milleri ağırlık kuvveti,

• Döndürme Moment altında boy değişimi,

• Eğdirilmiş mafsallı millerde döndürme momentinin saptırılmasından oluşur.

Dinamik yükleme durumunda ise

• Kardan millerinin artık balanssızlığından

• Tahrik momenti altında aperiyodik boy değişimi

• Eğdirilmiş ve dönen mafsallı millerde momentin saptırılması ve

• Bağlantılardaki eksantriklik sonucu oluşan merkezkaç kuvvetlerinden oluşur.

Page 11: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 11

Resim : Kardan mili kayma parçasında boy değişimi esnasında oluşan yatak kuvveti

Page 12: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 12

FA itme kuvvetinin değeri kamalı mil ile ilgili detaylar da dikkate alındığında

aşağıdaki gibi hesaplanabilir.

= Sürtünme katsayısı nitrürlenmiş/fosfatlanmış yüzeyler için = 0,1

kaplanmış yüzeylerde = 0,06

M1 = tahrik momenti

dm = İtme profili taksimat dairesi çapı (Tablo)

= Diş profili ve orta nokta ekseni arasındaki açı (Tablo)

C = Kavrama oranı Profil (Tablo)

Tablo : Kamalı mil profil değerleri

)C

tan

cos.cos.d

1.(M..2F

m

.1A

.

.

.

dm.cos

Page 13: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 13

Tahrik edilen milin momenti M2, bir tam dönme esnasında M1/cos ve M1.cos

ekstrem değerleri arasında iki kez değişir.

Resim : Dönme açısına bağlı olarak mafsal millerindeki döndürme ve eğilme

momentleri

Z düzeninde aşağıda gösterilen iki mafsallı kardan miline aşağıdaki momentler

etkir. Burada da tek mafsalda olduğu gibi sadece ekstrem değerler gösterilmiştir.

.

)0M(

sin.MM

cos.MM

min1b

1max2b

1min2b

)0M(

tan.MM

cos

1.MM

min2b

1max1b

1max2

Page 14: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 14

.

.

Resim : Z tertibinde her bir mafsala etkiyen mafsal

momentleri

Genel olarak şu ifade geçerlidir :

Montaj kurallarına riayet edilerek monte edilen

normal iki mafsallı kardan millerinde tahrik

eden ve edilen millerin yataklarındaki en büyük

ve milin her dönüşünde iki kez ortaya çıkan

reaksiyon kuvvetlerini bilmek yeterlidir.

Page 15: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 15

.

.

=00 pozisyonu, yani flanş istavroz kolu kağıt düzlemine dik

=/2 pozisyonu, yani flanş istavroz kolu kağıt düzleminde

W - Tertibindeki Mafsallı Miller

=00 pozisyonu, yani flanş istavroz kolu kağıt düzlemine dik

=/2 pozisyonu, yani flanş istavroz kolu kağıt düzleminde

Bak Z tertibi !

Bak Z tertibi !

Eşit eğilme açısı ve mesafeler için Eşit eğilme açısı ve mesafeler için

Z – Tertibindeki Mafsallı Miller

Resim : Z veya W

tertibindeki kardan

mili yataklarına

etkiyen kuvvetler

Page 16: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 16

Kardan Millerinin Boyutlandırılması

Kardan millerinin boyutlandırılması pek çok faktöre bağlıdır. Burada verilecek olan

kural yaklaşık bir seçim (boyutlandırma) için geçerlidir.

1. Ömre Bağlı olarak Mafsal Büyüklüğünün Seçimi: Yatağın taşıma kapasitesi ölçeği

mafsalın güç faktörü MT =C.R . Burada C yatağın dinamik yük taşıma kapasitesi,

R yatak ortasının mafsal orta noktasına olan mesafesidir. Mafsal güç faktörü

MTgerekli aşağıdaki eşitlikten elde edilir. Lh ömür süresince n devir sayısında ve

eğilme açısında etken olan döndürme momentinin etkidiği aynı formdaki işletme

şartında

MT gerekli Gerekli mafsal güç faktörü [N.m]

K Darbe faktörü (Tablo)

Mafsal eğilme açısı [0 ] alınır. 30 altındaki açılarda 30 değeri alınır.

Md İletilecek döndürme momenti [N.m]

Lh gerekli Saat cinsinden arzu edilen ömür [h]

n Milin devir sayısı [D/d]

30

166678462

1,

gerekli h

dgerekli T.,

.n.L.

cos..K.MM

Page 17: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 17

Tablo : Tahrik makinesine bağlı olarak K katsayısı seçimi

Örnek : Küçük kütlesel atalet momentine sahip n = 1450 D/d ile dönen ve Md =1.000 N.m

döndürme momenti alan bir mil +70 ‘lik bir eğilme açısı altında bir elektrik makinesi ile tahrik

edilsin. Beklenen ömür 2000 h için mafsal büyüklüğünü tayin ediniz.

Elektrik motoru darbesiz çalıştığı için K = 1,0 alınır.

N.m 133916667.8,46

7.1450.2000

7cos.2

1.1000.0,1M

3,00

0GerekliT

Bu değer esas alınarak kardan mili ve mafsalı imal eden firma kataloglarından bu

momenti sağlayacak bir üst moment grubuna ait mafsal seçilir.

Page 18: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 18

Örneğin bu değer Md max= 1460 N.m olsun. Bulunan mafsal büyüklüğünün aşağıdaki

formülle kontrol edilmesi gerekir:

1000 N.m.1,0 1460 N.m. cos70 = 1449,1 N.m.

Şart yerine getirilmektedir, mil kullanılabilir. Milin kullanım süresi ise

cos.MK.M maxdd

]h[ 2667Nm 1339

Nm 1460.h 2000

M

M.LL

33,333,3

Tgerekli

Thgereklih

Pek çok işletme durumunda iletilecek moment, devir sayısı ve/veya eğim açısı sabit

değildir. Bu durumda değişken değerler için tüm kullanım süresince eşdeğer ortalama

değerlerin kullanılması gerekmektedir:

nn

33,3

dn

nGerekliThn

.n

8,46.1667.

M.K

cos.M.2L

hn

n

2h

2

1h

1

L

q...

L

q

L

q

%100L

;

Page 19: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 19

2. Maksimum tahrik momentine göre mafsal büyüklüğünün seçimi:

Yukarıdaki bilgiler ışığında firma kataloglarından her bir milin her hangi bir hasar

oluşmadan iletebileceği maksimum müsaade edilen döndürme momenti MK değeri

= 00 değeri için alınır ve milin eğim açısında taşıyabileceği müsaade edilen

maksimum momenti bulmak için MK bir cos faktörü ile çarpılır.

Motorlu araçlarda kullanılan kardan millerinin ölçülendirilmesi veya verilen standart

büyüklüklerin seçimi için kardan milinin maruz kaldığı maksimum tahrik momenti

kabaca

1) Motor gücü ve 1. vites kademesi iletim oranından hesaplanmış kalkış momenti

topmax,1M1 i.MM Kalkış momenti veya

2) Kalkış momenti yol ve tekerlek arasındaki kuvvet bağıntısı ile sınırlandırılmış

olduğundan, tahrik aksı ağırlığından hesaplanan tutunma momenti

.i

1.R.GM

Top

0AF Tutunma momenti

R0 tekerlek yarıçapı, iTOP diferansiyel girişinden tekerlek

kadar olan iletim oranıdır.

= 0,6 ...1,0 , GA tahrik aksı ağırlığı,

Page 20: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 20

Burada yol tekerlek arasındaki tutunma sürtünme katsayısı = 0,6 ...1,0 , GA tahrik

aksı ağırlığı, R0 tekerlek yarıçapı, iTOP diferansiyel girişinden tekerlek temas

noktasına kadar olan iletim oranıdır.

Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti MBM , katalog momenti MK

değerini aşmayacak şekilde ilgili firmaların verdiği katalogdan seçilir.

Kritik Devir Sayısı Kontrolü

Millerin eğilmeye göre kritik devir sayıları hesaplanarak işletme devir sayılarının kritik

devir sayısının % 60... 70 alt bölgesinde çalışmasına dikkat edilmelidir.

[D/d] ve dolu mil için [D/d]

D ve d Kardan milinin yapıldığı borunun dış ve iç çapları [cm] , l0 kardan milinin mafsal

çatalı merkezinden çatal merkezine kadar olan serbest uzunluğu [cm] .

İşletme devir sayıları da ayrıca kritik devir sayısının % 10...20 altında olması gerektiği

için, kritik devir sayısı

20

227krit

l

1.dD.10.22,1n 2

0

7krit

l

D.10.22,1n

kritikişletme n).7,0...6,0(n

Page 21: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 21

Diyagram : Kardan mili boru çapı ve et kalınlığına bağlı olarak çalışma devir sayısına

uygun mil serbest uzunluğunun seçimi

Page 22: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 22

İvmelendirme momenti etkisi

Yeterince sakin bir çalışma durumuna ulaşılması için, milin orta kısmındaki kütlesel

ivmelenme momentleri büyük olmamalıdır. Kütlesel ivmelendirme momenti mil orta

kısmın kütlesel atalet momentine ve eğilme açısı ile devir sayısı çarpımına bağlıdır.

Atalet momentlerinin tesirleri yönünden meydana gelebilecek ivmelendirme

momentlerini sınırda tutabilmek için müsaade edilecek açısal ivme

[rad/s2]

Yön verici değerler şunlardır:

10 kg kadar hafif miller için max = 1000 rad/s2

40 kg kadar ağır miller için max = 500 rad/s2

)n..(10.34,3 26max

Page 23: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 23

Kardan Mili / Mafsalı Zinciri

Pek çok uygulamada eğilme kritik devir sayısı açısından basit mafsalı millerde mil

boyu uzunluğu nedeniyle sağlanamıyorsa veya kardan milleri ile irtibatlandırılacak

mesafe büyük ise, bu durumda kardan mafsallarından oluşan zincir kullanılır.

Resim : Z ve W düzeninde kardan mili köprüleri

Page 24: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 24

Resim : Kardan mili köprülerinin kamyonlardaki uygulamaları

Page 25: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 25

Kuru Mafsallar

Kuru mafsal denmesinin nedeni çalışma esnasında yağlanmaya gerek duyulmamasıdır.

Bunlar kord dokusu ile kaplanmış veya güçlendirilmiş muhtelif tipteki kauçuk disklerden

oluşmaktadır.

Resim : a) Dokulu elastik diskli mafsal b) Silentbloc elastik mafsalı

.

.

Merkezleme

Dokulu elastik diskli mafsallar 30 ‘ye kadar, kısa süreli olarak 50 ‘lik açısal

sapmalara ve 1,5 mm kadar olan boy değişikliklerine izin verirler.

Page 26: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 26

Elastik Mafsalların İletim Kapasitesi ve Boyutlandırılması

Boyutlandırmanın temel esası efektif maksimum tahrik momentidir. Efektif olarak

ortaya çıkan maksimum yük durumları sıkça sadece kaba olarak elde edilebildiği

için, hesaplamalarda büyüklükleri, işletme şartlarına bağlı olan işletme faktörleri

kullanılır.

Kaba bir ön hesaplama için aşağıda verilen formüller kullanılabilir:

BMK

21max dBM

MM

)KK.(MM

Tablo : İşletme faktörleri

Page 27: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 27

ARKA AKS MİLLERİNDE KULLANILAN MAFSALLAR

Tahrik edilen arka aks millerinde kardan mafsalları, homokinetik mafsallar veya kuru

elastik mafsallar kullanılmaktadır.

I. Kardan mafsallarının kullanılması halinde arka aks tahrik mili , yaylanma esnasında

ortaya çıkan boy değişikliğinin dengelenmesi için bir kayıcı parçası olan kardan mili

olmalıdır

Resim : Kardan mafsallı arka aks mili

.

Page 28: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 28

II. Çanak Mafsallar (Homokinetik Mafsallar) 6 bilyalı ( Rzeppa veya Weiss mafsalı)

veya 3 masuralı (Tripod) yapılırlar ve 200 kadar olan sapma açılarına 30 mm kadar

boy değişikliğine izin verirler. Çanak mafsallar eşit hareket yapan devir sayısı salınımı

olmayan mafsallardır. Bu yüzden eşit hareket veya homokinetik mafsallar olarak da

adlandırılırlar.

.

a

b

I. .

Rzeppa mafsalında iletim durumu

İşletme sapma açısı max. 40

0

Resim : Rzeppa Homokinetik

mafsalı ve iletim durumu

Resim a) Weiss homokinetik

mafsalı ve

b) Weiss mafsalında

iletim durumu

Page 29: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 29

.

.

Tahrik Milleri: Homokinetik mafsallı miller

Resim: Homokinetik mafsallar ve tahrik milleri.

Page 30: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 30

.

.

Tahrik Milleri: Homokinetik mafsallı miller

Bilye etki

düzlemi

Dış mafsallı mil İç bilye kontak hatları

Mafsal merkezi

Dış bilye kontak hatları

Basınç açısı

Kafes

Resim: Rzeppa çanak mafsalı detayı

Page 31: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 31

I. .

a b

c

Resim : Tripod mafsalı parçaları ve giriş - çıkış açısal hız oranı

Page 32: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 32

.

.

Metal bant

Resim : Rzeppa kayıcı çanak mafsal Resim : Poligon elastik mafsalın lastik gövdesi

III. Elastik Mafsalların lastik gövdesi iki flanş arasında bağlantı elamanıdır. Genellikle

poligon şeklinde yapılan bu elastik elemanların güçlendirilmesi için köşelerinden çelik

çerçeve vulkanize edilir. Bu lastik elemanlar, 80 kadar olan eğilme ve burulma açısal

sapmalarına ve eksenel yönde kayıcı elemanı gereksiz kılacak tarzda 12 mm ‘ye kadar

boy değişikliğine izin vermektedir.

Page 33: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 33

ÖN AKS MİLLERİNDE KULLANILAN MAFSALLAR

Ön aks milleri, tekerlerin yaylanma esnasına ve yön verilmesine olanak verecek

mafsallarla sahip olmalıdır. Tekerleklerin yön verilmesinde dingil pimi açıları

nedeniyle düzgünsüzlüğün büyük olması durumunda direksiyon sistemi

titreşimlerden olumsuz etkilenir.

.

.

.

.

Serbest mil 2 Sabit mil 1

Dingil pimi ekseni

.

I. İkiz Kardan Mafsalı

Prensip olarak ara mil

kullanılmadan iki kardan

mafsalının sırt sırta

bağlanmış halidir.

Genelde yön verilebilen

aksların yani ön aksların

tahrikinde kullanılır. İkiz

kardan mafsalları ile 470

kadar bir sapma açısına

ulaşılabilir .

Resim : Tahrik edilen İkiz kardan

mafsallı kamyon ön aksı

Page 34: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 34

eğim açısı altında çalışırken bu mafsalda birbirine eşit olmayan 1 ve 2 açıları oluşur

ve hareket düzgünsüzlüğü ortaya çıkar. Bu kesişme noktasının ( M noktası) sabit

yatak tarafına y kadar kaydırılması ile düzgünsüzlük giderilmiş olur. .

.

.

Sapma açısı

.

D A B

Resim : Tahrik edilen bir kamyon ön aksındaki ikiz kardan mafsalının normal ve

sapmış pozisyonu

Page 35: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 35

.

.

.

Y

L

L/2 L/2

L/2

L/2

L

R=L/2+y

Y/2

Y/2

1

2

x

y

D G

Sapma açısı

Y Eşdeğer sapma açısı

1 2 Her bir mafsalın sapma açısı

G Mafsal ortası D Yön verme ekseni ortası R Sapma yarıçapı L Mafsal noktaları mesafesi y Mafsal ve yön verme eksen ortası mesafe x Mil 2 ‘nin yana kayması

1 Sabit yatak 2 Serbest yatak

a

b

Yön verme ekseni ile mafsal orta

noktası kesişecek şekilde (G=D)

monte edilirse, A ve B noktalarındaki

her bir mafsal sapar ve mafsal

noktası B noktasından B’ noktasına

x kadar kayar. Bu sayede birbirine

eşit olmayan 1 ve 2 sapma açıları

oluşur ve bunun sonucu olarak

düzgün olmayan bir hareket iletimi

oluşur.

Fark açısı = 1 - 2 büyüklüğü ve

düzgünsüzlük derecesinin belirli bir

sınırda tutulabilmesi, ancak mafsal

ortasının dönme ekseni ortasının tersi

yönde y değeri kadar sabit mil tarafına

doğru yer değiştirmesi ile mümkündür.

Resim : İkiz kardan mafsalı hatası ve

giderilmesi

Page 36: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 36

Düzgün hareket iletimi için gerekli olan y değerinin büyüklüğü L mesafesine,

seçilen bir sapma açısı Y değerine bağlıdır:

1

2/cos

1.

2

Ly

Y

12/cos

2/cos.2

sinarcsin90sin

.LxY

Amaca uygun olarak 1 = 2 olduğu eşdeğer bir sapma açısı Y = 350 seçilebilir. .

.

Düzgünsüzlü

k D

ere

cesi

U

Sapma açısı [ 0 ]

Düzgünsüzlü

k D

ere

cesi U

Sapma açısı [ 0 ]

Y = 480

Y = 350

Y = 320

Y = 00

y = +1,532 y = 0 y = -1,532

Diyagram : İkiz

kardan mafsalı

düzgünsüzlük

derecesinin farklı

Y değerlerinde

sapma açısına

ve mafsal

ortasının sabit

mafsala doğru

(+) ve tersi yönde

y sapmasına

bağlı değişimi

Page 37: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 37

Mil yataklarının boyutlandırılmasında bu periyodik kuvvet ve momentlerin dikkate

alınması gerekmektedir. Bunların maksimum değerleri aşağıdaki eşitliklerden

hesaplanabilir:

İkiz kardan mafsalının seçimi gene motor momenti dağılımı ve diferansiyel ve dişli kutusu

maksimum çevrim oranına göre yapılır.

.

EJ.3

b.a.Ftan ;

J.E.3.9

b.a.Ff

b

F.aC ;

b

)ba.(FB

L

)2/sin(.M.2F

B

2

1

max d

.

F

Page 38: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 38

Tutunma momenti yükünden gelen zorlamanın kontrolünde aks yükü, lastik yarıçapı,

yol-tekerlek arası tutunma sürtünme katsayısı ve duruma göre tekerlek

istemindeki çevrim oranına bağlıdır :

Motordan tekerleklere iletilen kalkış momenti M1 :

Yol-Tekerlek arasındaki tutunma momenti MF :

Md max Maksimum motor momentini

RStat Tekerlek statik yarıçapını,

GA Aks yükünü,

Yol-Tekerlek arası tutunma sürtünme katsayısını,

i1 1. vites çevrim oranını,

iT1 Transfer kutusu yavaş kademesi çevrim oranını,

iD Diferansiyel çevrim oranını

v Motor momenti dağılım oranını MÖA/MAA ve

G , D Genel iletim ve diferansiyel verimini ifade etmektedir.

v1

1..i.i.i.MM GD1T1maxd1

D

D

.StatAF .i

1..R.GM

Page 39: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 39

II. Bilyalı Mafsallar: Rzeppa mafsalı gibi homokinetik mafsallar duruma göre 470

varan sapma açısına izin vermektedir. İç milin ucuna 6 bilya ve bilya kafesinin

oluşturduğu bilya yıldızı ve onun üzerine, yani dış mil yarısına da bilya kovanı

oturmaktadır. Ttekerleklerin yaylanması sonucu aks milinde meydana gelen boy

değişimlerini karşılayabilen homokinetik kayıcı bir mafsal (Çanak mafsal) kullanılır

Resim : Rzeppa bilyalı sabit mafsal Resim : Ön akstan tahrikte kullanılan Rzeppa

Homokinetik sabit ve kayar mafsalları

.

.

Bilya kanalı

Bilyalar

Bilya kafesi

Bilya yıldızı

Bilya kovanı

.

Bilyalı mafsal

Çanak mafsal

Page 40: MAFSALLI MİLLERkisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/Sunu 6 Mafsallı Miller... · 2014-12-06 · Uygun mafsallı mil büyüklüğü boyutlandırma momenti M BM, katalog momenti M K

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 40

Teşekkür ederim

Prof. Dr. N. Sefa KURALAY