GAZİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

VİDALI KRİKO TASARIMI

Grup Üyeleri

101150505-EDA ERGÜR

MAKİNA ELEMANLARI-I DERSİ

PROJESİ

ARALIK-2015

SİMGELER VE KISALTMALAR

Q [mm] : Kaldırma Kapasitesi

L [mm] : Kaldırma Yüksekliği

H [mm] : Krikonun Minimum Yüksekliği

F1, F2 [daN] : Bası Kuvvetleri

Θmax [°] : Krikonun Maksimum Yükseklikteki Açı Değeri

Fc [daN] : Cıvataya Gelen ÇekmeKuvveti

σAK [daN/mm2] : Akma Mukavemet Sınırı

σEM [daN/mm2] : Emniyet Gerilmesi

σK [daN/mm2] : Kopma Gerilmesi

SK [--] : Burkulma emniyet katsayısı

S [--] : Emniyet Katsayısı

Kç [--] : Çentik Faktörü

Ky [--] : Yüzey Düzgünlüğü Faktörü

Kb [--] : Boyut Faktörü

d [mm] : Diş başı çapı (anma çapı)

d1 [mm] : Diş dibi çapı

d2 [mm] : Ortalama çap

h [mm] : Hatve (adım)

α [˚] : Helis açısı

σb [daN/mm2] : Nominal bası gerilmesi

μ’ [--] : İzafi sürtünme katsayısı

ρ’ [˚] : Sürtünme açısı

Ms1 [daNmm] : Sürtünmeden kaynaklanan, dönmeyi engellemeye çalışan moment

σB [daN/mm2] : Bileşke gerilme

τ [daN/mm2] : Kayma Gerilmesi

lK [mm] : Burkulmaya maruz kalan cıvata uzunluğu

i [mm] : Cıvata kesitinin eylemsizlik yarıçapı

λ [--] : İncelik (narinlik) katsayısı

E [daN/mm2] : Elastik Modülü

λ0 [--] : Sınır narinlik katsayısı

Pem [daN/mm2] : Yüzey Emniyet Basıncı

m [mm] : Somun Yüksekliği

z [--] : Somundaki Diş Sayısı

Ms2 [daNmm] : Oturma yüzeylerindeki sürtünme direnci

μ [--] : Sürtünme katsayısı

ɳ [--] : Verim

F [daN] : Kola Uygulanan Döndürme Kuvveti

L [mm] : Kol Uzunluğu

1.GİRİŞ

Bu Proje MM303 Makina Elemanları dersinde öğrendiğimiz teorik bilginin pekişmesi amaçlı verilmiştir. Uygulama konusu olarak tasarlanması düşünülen krikonun özellikleri aşağıda belirtilmektedir.

Kriko, ağır yükleri kısa mesafelere kaldırmakta, yüksek basınç uygulamakta ve çeşitli parçalardan oluşan malzemeleri desteklemekte kullanılan ve çoğunlukla elle çalıştırılan mekanizmadır.Krikolar kaldıraç ilkesine dayalı olarak, hidrolik etkiyle ya da kremayer-pinyon mekanizması (vida sistemi) uyarınca çalışır.

Vidalı Kriko kare ya da yamuksal yivli büyük bir çelik vidadan oluşan ve genellikle yük kaldırma stroku sınırlı olan krikolardır. Kullanılan vida genellikle içerisine girdiği borunun ucunda serbestçe dönen bir somuna vidalanır. Somunun, basit ya da tırnaklı bir kolla veya bir manivelayla kumanda edilen konik çark çiftiyle döndürülmesi, vidanın boru içerisinden çıkmasına ve dolayısıyla vidanın ve borunun karşı uçlarının birbirinden uzaklaşmasına neden olur. Bu uçlar yüzeyler üzerine çoğunlukla balatalarla dayanır. Böylece söz konusu yüzeyler arasındaki açıklık arttırılabilir. Kullanılan adımın küçük olması nedeniyle tersinmez olan sistemin belli bir konumda tutulabilmesi için ayrı bir düzeneğe gerek yoktur. Mekanizmada kullanılan cıvata sayesinde döner hareketin öteleme hareketine dönüşümü sağlanır.

Vidalı krikolarda da hafiflik, küçük hacimlilik ve kullanma kolaylığı başta gelmektedir. Kaldırdıkları yükler de yine küçümsenemeyecek kadar önemlidir. Genel olarak 25 tona kadar yükleri kaldırmak üzere yapılmaktadırlar. Kaldırma yükseklikleri, normal vidalı krikolarda 30 cm’ i pek aşamamaktadır. Ağırlıkları kaldırdıkları yük arttıkça artmaktadır. En çok kullanma alanları atölyelerde veya şantiyelerde parçaların yerlerine konması veya oturtulması, ayarlanması, ağır parçaların, galeri çeperlerinin, duvarların vb. geçici olarak desteklenmesi gibi yerlerdir.Yük kaldırmak için gerekli moment, vidalı krikolarda mekanik olarak ve genellikle el ile çalıştırılarak temin edilmektedir. Bu bağlamda güç kaynağı olarak ise çoğu durumda insan gücü kullanılmaktadır. Buna rağmen krikonun yapıldığı malzeme uygun seçildiği takdirde boyutları ve ağırlıkları rahatlıkla kullanılabilecek ve taşınabilecek sınırları zorlayabilir.

Vida basınç çok büyük miktarda dayanacak şekilde tasarlanmış bir iş parçacığıdır. Bu, genel olarak uzun bir süre için ağır nesneler tutan olmasından kaynaklanmaktadır. Cıvatanın kilitlenme durumuna çok dikkat edilmeli ve gereken tedbirler alınmalıdır.

Vidalı krikolar yükselterek ve yükleri düşürmek için kasten tasarlanmış olsa da bazı kaldırma vida çapı ve büyüklüğüne bağlı olarak yan yüklere dayanabilir olmasına rağmen, yan yükler için ideal değildir. Şok yüklerinden de kaçınılması veya en aza indirgenmesi gerekir. Bazı vidalı krikolar, anti-geri tepme ile inşa edilmiştir. Vidalı krikolarda büyük miktarlarda ısı oluşur oluşturulur ve uzun kaldırmalarda ciddi aşırı ısınmasına neden olabilir. Vidalı kriko verimliliğini korumak için, ortam sıcaklıklarında altında kullanılması gerekir, aksi takdirde yağlar uygulanmalıdır. Ekipmanın yetenekleri geliştirmek amacıyla petrol yağları kullanılır. Bir vidalı kriko yeteneği ve yararlılığını optimize etmek onun tasarımının ve üreticisinin talimatlarına göre bunu kullanmak zorunludur.

2. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI

Vida tipi mekanik krikolar Dünya Savaşlarında cip ve kamyonlar için çok yaygındı. Örneğin, İkinci Dünya Savaşında Willys MB ve Ford GPW marka savaş ciplerinde 41-J-66 mühimmat parça numaralı ihraç edildi. Kamyonlar için bu jand benzer krikolar, kilit eylem için bir kolu olarak pabucu anahtarı kullanılarak aktive edildi. Bu krikolar 41-J-66 mühimmat parça numaralı cipin alet bölmesinde gerçekleştirildi. Vida tipi krikonun en düşük olması nedeniyle üretim maliyeti veya düşürmek için küçük kapasiteli gereksinimleri için kullanılmaya devam edildi.Kullanılan kontrol sekmesi, aşağı yukarı ve pozisyonu hareketinin yönünü belirler şekildeydi.

Vidanın makine olarak kullanımındaki etkisi, esas olarak bir eğik düzlem üzerinde bir silindir bobin üzerine sarılmış olup, ilk su pompalamak için kullanılan 200BC Arşimet tarafından gösterilmiştir.

Şekil1-İlk Kriko Prototipi

Ayrıca Antik Roma dünyasının vida kullanımına dair kanıtlar olduğunu, yükleri kaldırmak için bir vidalı kriko kullanıldığını ancak 1400'lü yılların sonunda büyük Leonardo da Vinci göstermiş oldu. Leonardo’nun tasarım yükü taşımak için bir kaldırma vidasını sürücü bir solucan şaft dönüm tarafından döndürülmüş rulmanlar üzerinde desteklenen bir sonsuz dişli kullandı. Bugün kullanmış olduğumuz bu konuyla ilişkili temel prensipler buradan tanımlanır.

Şekil2- Leonardo’nun Kriko Temel Prensibi

18. ve 19. yüzyıl sanayi devrimi ile birlikte tezgâhlarda vidaların ilk kullanımı başlamış oldu. İngiliz mucitler John Wilkinson ve Henry Maudsley aracılığıyla 1800'lerin mekanik mühendisliğinin en önemli mucidi şüphesiz mekanik dehası Joseph Whitworth oldu. Whitworth sayesinde gücün sağlanması ve iletilmesi gibi önemli bir endüstri alanı oluşturdu. O sonunda tüfek örme makineleri arasında değişen İngiltere’de 50 patent sahibi olur iken, bugün en sektörümüzü etkileyecek vida açısını ve vida parçacığı sahasını kapsayan vida kesme makineleri, hassas ölçüm aletleri ve standartlar da Whitworth ‘un işi idi.

Whitworth’un aletleri 1850lerde uluslararası pazara hâkim oldu.Genç mühendisler, yeni kullanımlara Whitworth makine aletleri koymaya başladı. 1880ler boyunca Quebec yakınlarında küçük bir kasabada, Frank Henry Travers adlı 24 yaşındaki mucit tarafından bir kaldırma krikosu tasarlanmış.Vinci’ninkrikosuna benzer şekilde,bir yükü taşımak için rulman ilkesine dayanan ve yük taşımak için doğrusal hareket içine, dişli ve vida ile dönme hareketi transfer edildi ve bir teknolojik yenilik oldu. Cihaz verimli, güvenilir ve kullanımı kolay oldu. Bu cihaz köprü yapımında kullanmak içindi, ancak çoğunlukla lokomotif ve vagon kaldırmak için kullanılarak demiryolu endüstrisinde başarı sağladı.

Yerel Coaticookli sanayici, Arthur Osmore Norton, Sleeper tasarım potansiyelini gördü ve 1886 yılında bu genç adamı kiraladı ve patent aldı. Ve böylelikle “Norton” krikosu doğdu. Sonraki yıllarda ünlü "Norton" krikosu Boston, Coaticook ve Moline, Illinois tesislerinde üretildi.

Bu arada, 1883 yılında Pittsburgh yakınlarındaki Alleghany County’de, Josiah Barrett adlı bir girişimci Mississippi Nehrinde tekne kaptanı, bir "yedek" oluşturmak üzere mavna çekeceği ve bir mandal krikosubir araya getirdi. Fikir tanıdıktı, kol ve dayanak ilkesine dayanan o üretimde birine ihtiyaç vardı. O kişi Samuel Duff, bir yerel makine dükkânının sahibiydi. Birlikte, 1890’da orijinal Barrett krikosu için yeni uygulamalar geliştirmişlerdi ve değişen kapasitelerde yedi modelle ürün hattı genişletilmiş Duff Manufacturing Company kuruldu. Gelecek 30 yılda Duff Manufacturing Company, dünyanın krikolar, rulman, vidalı kriko ve kendi sürümü de dâhil olmak üzere çeşitli uygulamalar için birçok yeni türleri geliştirmek için en büyük kriko üreticisi haline geldi. 1928 yılında, Duff Manufacturing Company Inc. AO ile birleşti ve Norton Duff-Norton Manufacturing Company oluştu.

Her iki şirket elle çalıştırılan vida krikolar teklif etmişti ama ortak girişim altında üretilen ilk yeni ürün 1929 yılında ortaya çıkan hava motorlu güç girişi oldu. Nispeten yeni taşınabilir kompresör teknolojisinin yardımıyla, kullanıcılar artık hareket ve pozisyon yükleri manuel çaba olmadan kullanabildi. Demiryolu sektöründe ağırlıklı olarak kullanılan krikoya, Chicago Pnömatik Aracı Şirketi tarafından üretilen bir hava motoru dahil edildi.

Şekil3- Hava Motor Güçlü Kriko

1940 yılında, sadece 10 yıl sonra, , ilk sonsuz dişli vida kriko, kamyon yükleme platformları ve değirmen yükseklikleri ayarlamak için, Duff-Norton tarafından teklif edildi. Ayrı ayrı kullanılabilen veya mekanik bağlantılı ve hava veya elektrik ya motorlar tarafından tahrik ya da elle, 10 ton kaldırma kapasitesine sahip olan ilk model ortaya çıktı.

Şekil4- İlk Sonsuz Dişli Model