2010 Nisan. ELASTİK YAYLAR. Özet. M. Güven KUTAY. 10a_yaylar.doc

Transkript

1 Nian ELASTİK YAYLAR Özet M. Güven KUTAY a_yaylar.oc

2 a_yaylar.oc I N H A L T S V E R Z E I C H N I S Genel...5. Yay karakteritiği...6. Yaylanma işi...7. Yayların tertiplenmei...8. Yay malzemeleri...9 Yaprak yaylar.... Yaprak yayların heaplanmaı.... Yaprak yaylar için heaplama örneği... Kangal yaylar...5. Kangal yayların heabı Tel çapının heabı Ortalama çapın " Or " heabı Kangalın iç çapı Kangalın ış çapı önme açıı "α" Sarım ayıı Yayın imalattaki boyu Eğilme gerilimi "σ e " Kıvrım katayıı "q"..... Emniyetli mukavemet..... Kuvvet..... Eğilme momenti.... Kangal yaylar için heaplama örneği... Spiral yaylar...5. Heaplar Eğilme momenti Eğilme gerilimi Yayın tel boyu Yarı çaplar " r ve r i " önme açıı " α " Yaylanma işi " W "...7. Spiral yaylar için heaplama örneği...7 ik yaylar...9. ik yayların grupları.... Kontrüktif bilgiler.... ik yayların tanart göterilişi.... ik yayların tertiplenmei....5 ik yayların heabı ik yayın eçimi ik yayın kontrolü Almen ve Làzlò ya göre kuvvet Yay karakteritiği (rijitliği) "R" Gerilimler Yaylanma işi "W" Sürtünme etkii ik yay malzemei...7

3 .6. Stanart ik yay malzemeleri Korozyona ayanıklı malzemeler üşük ııya ( C) ayanıklı malzemeler Yükek ııya ayanıklı malzemeler Anti manyetik ve korozyona ayanıklı malzemeler Aşırı ııya ayanıklı malzemeler ik yaylar için haplama örnekleri Örnek, Vinçte yük kalırma ınırlama mekanizmaı Örnek, Prete yuvarlak ac keme mekanizmaı Örnek, Sönümleme elemanı Çubuk yaylar (Toriyon) Çubuk yayların kontrükiyonu Çubuk yayların heabı Çubuk yaylar için heaplama örneği Heli yaylar Kontrükiyon ölçüleri Yay telinin çapının eçimi; Yay boyu Yaylanan arım ayıı "i y " Toplam arım aralığı " a " En küçük gerekli yay boyu " a " Yaylanma boyu "" Yaylanma kuvveti "" Yayın karakteritiği "R" Yaylanma işi "W" En üşük özgül frekan "ω e " Burkulma emniyeti Bamaya çalışan heli yaylar için heaplama örneği Çekmeye çalışan heli yaylar için heaplama örneği Çeşitli heliel yaylar Yay tel keiti yuvarlak, konik arımlı heli yaylar Yay teli çapının eçimi Makimum ortalama arım çapının eçimi Yaylanma boyu " " Yaylanma kuvveti " " Konik arımlı yuvarlak keitli yaylara gerilme " τ i " Kıvrım faktörü " k k " Tel keiti ikörtgen yaylar Tel keiti ikörtgen ilinirik arımlı yaylar Tel keiti ikörtgen konik arımlı yaylar Kauçuk yaylar ikli kauçuk yay Borulu kauçuk yay Borulu kauçuk yay ikli kauçuk yay ikli kauçuk yay Konu İneki...8 Kaynaklar...8 a_yaylar.oc

4 a_yaylar.oc

5 5 Genel Bütün makina veya kontrükiyon elemanları "yaylanır". Yaylanma bir elemanın zorlanmaı haline elatik şekil eğiştirmeiir. Bu tanımlamaya göre bütün ciimlere yaylanma özelliği bulunur. Ciimler ış kuvvetlerin etkiiyle elatik şekil eğiştirirler ve bu kuvvetin kalmaıyla bu kuvveti küçük bir kayıpla geri verip eki hallerine önüşürler. Herhangi bir eleman bu özelliklerinen fayalanılarak kullanılıra "Elatik Yay" iye alanırılır. Elatik yay olarak kullanılacak malzeme gayeye uygun olarak şekli eğiştirilir. Elatik yaylar çok yönlü şekile ve bir çok yere kullanılırlar. Elatik yaylar genele geometrik şekillerine göre alanırılmalarının yanı ıra zorlanmalarına göree gruplanırılırlar. Yayların zorlanmalarına göre gruplanmaı şu şekileir; Eğilme etkiineki yaylar, Eğilme yayları; yaprak yaylar, kangal yaylar, piral yay, ik yaylar. Toriyona (burulma) etkiineki yaylar, Toriyon yayları; çubuk yaylar, heliel yaylar (bama veya çekme kuvvetini alan yaylar) Çekme veya bamaya zorlanan yaylar, Çeki-Baı yayları; çekme veya bama etkiineki çubuk yaylar, bilezik yaylar. P P' P' O P Şekil, Eğilme yayı Şekil, Toriyon yayı Şekil, Çeki-Baı yayı Özel olarakta kullanılıkları branşa göre alanırılırlar. Örneğin; Saat yayı gibi. Yayların teknikte kullanılma şekillerinie şu şekile ıralayabiliriz: Kuvvet veren yaylar; arbeli çekiç, baınçlı valflara, kaygan veya emniyet kavramalarına, fren açma ve kapamaına, fren kuvveti ele etmee, kavrama kuvveti ele etmee, v.. kullanılırlar. Kuvvet yayan yaylar; yataklama, üzlem veya bir hatta kuvveti eşit olarak yayma, olarak kullanılırlar. arbe ve titreşim azaltan yaylar; vinç tamponları, emiryolu tamponları, vagon tamponları, araba makaı, titreşimli eleklere önümleme aracı olarak kullanılırlar. Hareket yayları; motor fonkiyonu, oyuncaklara, aatlere zaman ölçmee, planörlerin atımına, havalı ilahlara, v.. olarak kullanılırlar.

6 6. Yay karakteritiği Yaylar bir kuvvet "" ile zorlanır ve bu kuvvetin etkiiyle etkşlenen yer yay yolu "" kaar kayar. Bu olay yaylanma olayıır. Yay karakteritiği yayı etkileyen kuvvet ile yayın şekil eğiştirmei araınaki bağıntıır. Bu bağıntıyı Şekil ile "lineer karekteritik" olarak görebiliriz. Buraa kurulan bütün bağıntılar, eşitlikler ve eğerler ürtünme etkii olmaan kabul eilmeliir. Şekil ile göterilen kuvvet-yol iyagramınan şu bağıntıları yazabiliriz; Kuvvet Yayın karakteritiği oğrual α - ( - tan α - - R tan α ( ) α Yaylanma boyu Şekil, Kuvvet-Yol iyagramı R N/mm Yay rijitliği veya yay abitei N Yay kuvveti mm Yaylanma yolu Şekil ile göterilen abit orantı "R" harf, ile göterilir ve "Yay rijitliği" veya "Yay abitei" iye alanırılır. Bu orantı "Yay karakteritiği" ir. Yay malzemei Hook kanunları çerçeveine çalışıyora yay karakteritiği lineer ir. Eğer yay karakteritiği lineer ie, yani oğru ie buraa çalışma geometrik şekli içkenir. ik üçken bağıntılarınan bütün eğerlerin bir birine oranı ve büyüklükleri kolaylıkla bulunur. oğrunun eğimi büyüükçe yayın ertliğie büyür. ert α yumuşak α Y ert yumuşak α yumuşak Şekil 5, Lineer karakteritik Şekil 6, Alçalan karakteritik Şekil 7, Yükelen karakteritik Elatik yaylar yay karakteritiklerine göre eğerlenirilirler. Yay karakteritiği ile yay kuvveti, yay yolu, moment urumu ve burulma (toriyon) açıı araınaki bağıntılar bulunur. Çeşitli yay karakteritiklerini Şekil 5 en Şekil 7 ye kaar görülmekteir. iyagramlar ürtünme yokmuş gibi kabul eilerek yapılmışlarır. Lineer karakteritikli yaylar; Çubuk yaylar, yaprak yaylar, kangal yaylar (piral ilinirik), ik yaylar, heliel yaylar. Alçalan karakteritikli yaylar; ik yaylar, çekiye çalışan latik yaylar. Yükelen karakteritikli yaylar; Belirli ayıa ik yaylar bataryaı, özel yaprak yaylar, latik yaylar. ert α

7 7 Yay kontrükiyonuna evamlı olarak yay karakteritiği kullanılacak yere uygun olan yayların eçilmeine uğraşılır. Genele lineer karakteritikli yaylar eçilir. Böylece yay abitei abit oluğunan kontrükiyona itenilen fonkiyon aha rahat ele eilir.. Yaylanma işi Genel olarak "iş" in tarifini formül olarak göterirek, Yayın yaptığı iş: Buraana eğilme etkiineki yaylar için; Buraana burulma etkiineki yaylar için; İş Kuvvet Yol W ( ) W ( ) W r α ( ) Bulunur. W Nmm İş N Yay kuvveti mm Yaylanma yolu ' Kuvvet P Yükleme İş δ - P' Şekil 8, Kuvvet-Yol iyagramı Buraa kuvvetin zorlaığı "P" noktaı "" yolu kateer ve böylece yay bir iş yapmış olur. Şekil 8 e verilen δ ürtünme kuvvetiir. Eğilme etkiineki yaylara yaylanma işi; W Eğer buraa lineer karakteritikli yaylar öz konuu ie yaylanma işi; Kuvvet olarak yazılır. Böylece yaylanma işi; Yay abitei W R buraan kuvvet R W R ( 5 ) W Nmm Yaylanma işi N Yay kuvveti mm Yaylanma yolu R N/mm Yay abitei

8 8 Burulma etkiineki yaylara yaylanma işi; Yaylanma yolu W r α Böylece yaylanma işi W r α α W r α Mt α ( 6 ) W Nmm Yaylanma işi N Yay kuvveti r mm Kuvvet meafei α Yaylanma açıı M t Nmm Burulma (Toriyon) momenti. Yayların tertiplenmei Kontrükiyon yapılırken çoğu zaman ya aynı veya çeşitli raylarla tertipleme (kombinayon) yapılmaı gerekir. Aşağıa üç ayrı tertipleme alternatifi göterilmiştir. Yayların tertiplenmeine şu urumların yerine getirilmei şarttır: Yayların etki ekenleri ya aynı oğrua olaı veya bir üzlem oluşturmaı şarttır. Paralel tertiplemee momentlerin eşitliği şartı oluşmalıır. Parallel tertipleme: Kabuller: + R + R Rge eğer: R R Şart olan: R ge R + R ie m m m ( m + m) Şekil 9, Paralel tertipleme Seri tertipleme: Kabuller: + böylece: + R R ge R Rge R + R R R Şekil, Seri tertipleme

9 9 Karışık tertipleme: Kabuller: R ge R + R + R R Şartlar : Kuvvet etki oğrultuu yay ekenine veya hepi bir üzlem içine olmalıır. Paralel tertiplemee şu koşul ağlanmış olmalıır: ( ) R m m R m - m + m Şekil, Paralel tertipleme. Yay malzemeleri Yay malzemeleri çok yükek mukavemet eğerleri olan malzemelerir. Bu özelliklerinen ötürü çok küçük ölçülerle itenilen fonkiyonlarını yaparlar. Yay malzemeleri genele alaşımlı çeliklerir. Örneğin; ertleştirilen çelikler, krom, iliyum, mangan, vanaiyum ve palanmaz çelikler en çok kullanılan malzemelerenir. emir olmayan metalleren; prinç, çeşitli bronzlar, v.. kullanılır. Hemen hemen bütün yaylar evamlı zorlanma etkiine çalışacaklarınan malzemeleri özel muameleye tutulmalıır. Örneğin; Perahlama, ertleştirilmiş yay malzemeinin yüzey karbonunun alınmaı, açmalama, v.. Bazı şüpheli hallere her ne kaar mukavemet eğerleri biliniyoraa örnek yay yapıp evamlı mukavemet eneyi yapmakta yarar varır. Yay malzemeinin ertliği eğilmeye çalışan yaylara elatiklik moülü "E" ile, burulmaya çalışan yaylara kayma moülü "G" ile orantılıır. Metallerin yanı ıra metal olmayan bir öok malzeme yay malzemei olarak kullanılır. Bu malzemelerin başına tabii ve entetik kauçuk (latik) gelir. Latik yaylar genele baıya ve kaymaya çalışan yay olarak, önümleme elemanı, titreşim azaltma elamanı, tampon elemanı, arbeleri azaltma elemanı, motor yataklama elemanı ve elaik kavrama olarak kullanılmalarıır. Latiğin itenilen ertlikte olmaı karıştırılan maelerle ulaşılır. Özel hallere yay malzemei olarak ıvı veya gazlara kullanılır. Örneğin; Citroen otomobiline hava yaylanmaı. Aşağıaki tablolarla yay malzemelerinin mekanik eğerleri olukça etaylı verilmiştir. Özel olarak her yayın mukavemet eğerleri çapları ve işlem görmelerine göre konu eilen kııma tablolarla verilmiştir.

10 Tablo, Yay malzemelerinin mukavemet eğerlerine genel bakış, N/mm olarak (Özet) Yay cini Yaprak yaylar Kangal yaylar Spiral yaylar ik yaylar Çubuk toriyon yaylar Heliel yay - bama kuvvetini alan yay - çekme kuvvetini alan yay - Pirinç yaylar - Bronz yaylar - Koroyona ayanıklı yay - Kauçuk (Latik) yaylar Malzeme ve malzemenin muamelei E- Moulüü G- Moulü Statik mukavemet eğerleri inamik mukavemet eğerleri Yay çeliği, IN 7 R m R p, σ or ± σ G Ilah eilmiş 5 Si 7 E-Moulü CrSi CrV Çelik banlar IN oğuk haeli H+A Si7 5CrV E-Moulü Hae kabuklu σ e 5 ±... Hae kabuğu alınmış σ e 5 ± taşlanmış σ e 5 ± σ eem,7. R m σ eem σ or +,75 σ G Çelik yay teli IN 76 göre ye σ hem, IN 88 en IN 7 E- Moulü bağlı mm kaar tabelalara Tel çeşitleri A, B, C, II σ EM Tabelalaran bakın IN 7 palanmaz XICrNil77 K+A E- Moulü Çelik banlar IN 7 C67, Ck67. 67SiG, 5CrV IN 7, 7 5CrV, Ck67 Sıcak haeli çelikler IN 7 ılah eilmiş 55Cr, 5CrV, 5CrMoV Üt yüzey taşlanmış ve kumlanmış Yuvarlak yay teli IN 76 Yuvarlak çelik yay teli IN 7... IN 7... IN 7... Sevk hali K.... CuZn7 IN 767 CuSn6Zn IN 766 CuNi8Zn, IN 768 Yumuşak latik Shore-ertliği E- Moulü E- Moulü 6 G- Moulü 78 5 G- Moulü E- Moulü 8 E- Moulü G- Moulü E- Moulü 5 G- Moulü 5 E- Moulü... 8 G- Moulü,..., Ban kalınlığı mm σ EM N/mm... mm 95 > mm 8,75 h σ IEM... Yuvarlak çubuklar τ tem 7 τ tem 6<R m <8 için ye bağlı olarak τ iem Tabelalaran τ iem Tabelalaran τ iüem Tabelalaran İmalatcı verilerine göre Tabelalaran τ or ± τ G τ or 6 Tabelalaran Tabelalaran R m... 6 σ eem 5 algalı eğişken τ tem 5 σ eem 5 8 τ tem 8 R m 6 algalı eğişken σ eem 5 σ eem 5 τ tem 5 τ tem 5 8 σ ç EM... σ b EM... 5 τ EM... σ ç EM,5... σ b EM...,5 τ EM,...,8

11 Tablo, IN 76 e göre yay telleri (özet) Toleranlar Toleranlar Toleranlar Nominal Nominal Nominal B C B C B çap çap çap A, B, iğer tipler A, B, iğer tipler A, B, mm mm mm için için için için için,85,9,95,,5,,,5,,,5,6,7,8,9,,,5, ±,5 ±,5 ±,5 ±,,5,6,8,,,,6,8,,5,5,75 5, 5, 5,6 6, 6, 6,5 7, ±,5 ±, ±,5 ±,5 ±,6 ±,5 7,5 8, 8,5 9, 9,5,,5,,,5,, 5, 6, 7, 8, 9,, Tanımlama örneği: r(aht) IN76-A, yani; Tel cini A, çapı mm ( max,5 mm) Tablo, Sıcak haelenmiş yay teli. IN 77 e göre (özet) C iğer tipler için ±,6 ±,5 ±,7 ±,5 ±,9 ±,7 ±, ±,8 ±,5 ±, Çap *) Çap *) Çap *) 7,5,5 +,5 9,5,5 ±,5 5, ±,,5,5 ±, 9, ±, 5 6, ±,5 *) İmalatcının elineki tanart çap büyüklüklerinin kaemei. Tanımlama örneği: Yuvarlak (R) IN 77-5CrVG5, yani; Sıcak haelenmiş, yuvarlak yay teli, 5CrV, tavlanmış, çapı 5 mm ( max 5,5 mm ; min,75 mm) Tablo, Tel cininin (kaliteinin) eçimi Telcini Kullanılığı yer Çekme, bama ve önme etkiine, küçük kuvvetlerle A tatik ve çok eyrek inamik yüklemee çalışan yaylar Çekme, bama ve önme etkiine, orta kuvvetlerle B tatik ve eyrek inamik yüklemee çalışan yaylar Çekme, bama ve önme etkiine, büyük kuvvetlerle C tatik ve eyrek inamik yüklemee çalışan yaylar Çekme, bama ve önme etkiine, büyük kuvvetlerle tatik ve orta/büyük inamik yüklemee çalışan yaylar mm En üşük çekme mukavemet eğeri... R m lg,... R m lg... R m 8. lg,... R m 8. lg Çelik yay teli (alışımız) tatik yüklemeler için., R m lg V + Ventil yayı teli (alışımız) büyük inamik toriyon etkiine çevre ııına çalışan yaylar,5... R m 8 5. lg

12 Yaprak yaylar Yaprak yaylar oğrual yay karekteritiğina ahip ankatre kirişler olarak kabul eilebilirler. Bunlar ış kuvvet etkiine f kaar yaylanma göterirler. Yaprak yaylar şekillerine göre ikörtgen, üçgen ve trapez yaylar olarak tanımlanırlar. Bunların içine ikörtgen yaprak yay, malzemenin en iyi şekile fayalanmaınan ve imalat baitliğinen ötürü tercih eilen yayır. Üçgen yay yalnız teorik olarak incelenir. Pratikte üçgen yayı kullanmak imkanız gibiir. Neeni e kuvvetin etkileyebilmei için küçükte ola uç kııma bir genişliğe gerek varır. Bua şekli trapez yapar.. Yaprak yayların heaplanmaı Yayların heaplanmaına genele şu kriterlerin kontrolü yapılır. Mukavemet, Şekil eğiştirme (elatik eformayon), Enerji biriktirme. Mukavemet bakımınan bütün yaprak yaylar eğilmeye zorlanıklarınan mukavemet heabı eğilme geriliminin malzemenin emniyetli mukavemet eğeriyle karşılaştırılmaıyla yapılır. Me e σeem We σ ( 7 ) σ e N/mm Yaprak yaya eğilme gerilimi M e Nmm Eğilme momenti W e mm Eğilme karşı koyma momenti σ eem N/mm Yaprak yay malzemeinin emniyetli mukavemeti h h h L f L b b f L b f b' Şekil, ikörtgen yay Şekil, Üçgen yay Şekil, Trapez yay Buraa tek yapraklı ikörtgen yayı (Şekil ) ele alırak: Eğilme momenti genel M e x Makimum eğilme momenti Eğilme karşı koyma momenti ikörtgen yayın eğilme gerilmei M e max L b h We 6 Me 6 L σ e W e b h

13 6 L σ e ( 8 ) b h σ e N/mm Yaprak yaya eğilme gerilimi N Yay kuvveti L mm Kuvvet kolu b mm Malzemenin genişliği h mm Malzemenin kalınlığı Yayın en uçtaki yaylanma kuvveti x L ile bulunur; Yaylanma kuvveti: W b h e σeem σ q eem ( 9 ) L L Buraa ikörtgen, trapez ve üçgen yayların büyüklüklerini bir araa incelerek; Yaylanma boyu: f y L L q ( ) E I E b h Makimum yaylanma boyu: Yaprak yayın kalınlığı: Yaylanma işi: σ L f q eem max E h ( ) σ L h q eem E f ( ) σ W q V eem E ( ) q aktörlerinin şekle bağlı eğerleri: ikörtgen yay için; q ; q / ; q /8 ; V b.h.l Üçgen yay için; q 6 ; q ; q /6 ; V,5.b.h.L Trapez yay için; q.[/(+b'/b)] ; q /.[/(+b'/b)] q /9. [/(+b'/b)].[/(+b'/b)] ; V.5.b.h.(+b'/b) Çok tabakalı yaprak yaylar, çift taraflı trapez yaprak yaylaran oğmuştur. akat on zamanlara bilhaa otomobil enütriine çok tabakalı yaprak yayların yerini hemen hemen ilinirik heliel yaylar almıştır. aha etaylı bilgi için " Mukavemet eğerleri " veya " Miller ve aklar " konularına bakınız.

14 . Yaprak yaylar için heaplama örneği Şekil 5 e görülen kertikli ik için ön görülen ikörtgen yaprak yay kontrükiyonun geometrik eğerleri bulunacaktır. L Kontrükiyon talağına göre şu eğerler kabul eilmiştir: Bama kuvveti N b h Yay boyu (kuvvet kolu) Ön germe boyu L 95 mm 5 mm Şekil 5, Kertikli ik irmamızın epouna mevcut olan malzememiz; İşletmee yaylanma boyu 5 mm 5CrV yay çeliği, IN 7, kalınlıiı h mm en 6 mm ye kaar temel ıra R ve 5 mm genişlik bulunmaktaır. Çözüm: 5CrV için mukavemet eğerleri Tablo, ile Emniyetli eğilme mukavemeti σ eem,7. R m Kopma mukavemeti R m min 7 N/mm böylece σ eem, σ eem 96 N/mm Elatikiyet moulü E ' N/mm Kuvvet kolu L 95 mm Genişlik b 5 mm Gerekli eylemizlik momemnti; L 95 I ger, E '5 I ger, mm Gerekli yay kalınlığı; I ger h, b h mm 5x mm yay için eylemizlik momemnti; b h 5 I,5 I,5 mm b h 5 5x mm yay için karşı koyma momemnti; We,5 6 6 W e,5 mm Kontrol: L 95 6, E I ',5 vorh 6 mm E I ',5 8,7 L 95 8, N M e. L 8, M e 76 Nmm σ ehe M e / W e 76 /,5 698 σ ehe 698 N/mm < σ eem 96 N/mm Kontrükiyon fonkiyonunu bu eğerlere göre yerine yerine getirecektir.

15 5 Kangal yaylar Kangal yaylar genele menteşe, kapak ve marş yayı olarak kullanılır. Yayın karakteritiği oğruur. iğer yaylaraki kuvvet/yol iyagramı yerine kangal yaylara önme açıı/momet iyagramı yapılır. Kangal yaylar eğilme etkiine çalışan yaylarır. Aynı zamana bu yayları "eğilmeye çalışan heli yaylar" olarakta tanımlayabiliriz. Bu yayların bir ucu abit iğer ucu hareketliir. Yay uçları üz kol şekline olur. Bu özelliğinen ötürü "kollu yaylar" a enilir. Mukavemet heaplarına arım kıvrımının gerilmelere etkii, gerilme kıvrım faktörü q ile üzeltilir. m a L K K Mmax M Şekil 6, Kangal yay i α α max H mm Tel çapı K mm Kılavuz çapı or mm Ortalama çap i mm İç çap mm ış çap L K mm Yayın başlangıçtaki boyu a mm İki arım meafe H mm Ekene göre kuvvet kolu α önme açıı α max makimum önme açıı M Nmm Moment N Kuvvet Kolların kontrükiyonu yay fonkiyonu yapılırken önme (burulma) zorlanmaının yay ekenine gelecek şekile yapılır. Kontrükiyona ikkat eilecek iğer özellikte, yayın ıkışmaı enaına arımların birbirine yaklaşmalarının teminiir. Kolların kontrükiyonu mümkün oluğu kaar bait imal eilecek şekile yapılmalıır. Moment abit kol tarafına karşılanacak şekile kontrükiyon yapılmalıır. Eğer kontrükiyona abit bir taraf görülmüyora momentin karşılanığı kol abit kol olarak kabul eilir. Çapı mm ye kaar tellerin arımı oğuk olarak yapılır. Çapı mm en büyük olan tellerin arımı ıcak olarak yapılır. Çelik veya alaşımlı malzemeen oluşan yay tellerinin önemli özelliklerini Tablo 5 ile Tablo 6 a bulabiliriniz. Tablo 6 a en çok kullanılan alaşımlı malzeme verilmiştir. Görülüğü gibi bakır alaşımları ön planaır. Kangal yayların heaplama yöntemi IN 88 ile tanartlaştırılmıştır. Heaplar hakkına aha etaylı bilgi einmek itereniz önce IN tanartlarına, onra VI önerilerine ve iğer literatüre bakınız. Kangal yayların kontrükiyonuna ve heaplara umulmayan zorluklarla karşılaşmamak için arım oranı w /...5 olmaına ikkat eilmeliir. iğer taraftan gerekiz ürtünmeleri engellemek için arımların bir birine eymemeine özellikle ikkat eilmeliir.

16 6 Tablo 5, Yuvarlak çelik yay telleri, IN 7 e göre Tanımı İşareti Çap ahaı Kullanılmaı Alaşımız çelikleren patentli çekilmiş yay teli A,... mm urgun ve çok az eğişken zorlamalara, çeki, kangal ve form yayı olarak B,... 7 mm urgun ve çok az eğişken zorlamalara C II, mm,7... mm Yükek zorlamalı ve eğişken zorlamalara, Baı, çeki, kangal ve form yayı olarak Ilah eilmiş çelik yay teli... mm Normal evamlı eğişken zorlamalar veya zaman ınırlı işletmelere Ilah eilmiş vana yay teli V... 7,5 mm Yükek evamlı eğişken zorlamalar, Bütün yay çeşitlerine Tablo 6, Yuvarlak bakır alaşımları yay telleri, IN 768 ye göre Soğuk çekilmiş alaşımlar Sertleştirilebilinen alaşımlar IN aı CuZn 6 7 CuZn 8 75 CuSn 55 CuSn 6 9 CuSn 8 95 CuSn 6 Zn 95 CuNi 8 Zn 8 R m N/mm IN aı CuBe, 7 CuBe, 7 5 CuBe, 7 CuBe, 7 CuBe, 7 CuBe, 7 R m N/mm En büyük eğerler,5 mm ; Orta eğerler,5 mm mm ; Küçük eğerler mm.. Kangal yayların heabı.. Tel çapının heabı Kangal yaylara en önemli büyüklük yay telinin çapıır. Bütün iğer büyüklükler yay teli çapına göre belirli faktör veya formüllerle heaplanır. Kontrükiyonan genele yayı zorlayan kuvvet ve kuvvet kolu, yani fonkiyon momenti bilinir. k H ( ) k mm Yay teli çapı k Çap faktörü 5 mm için k, 5 mm için k, ; > mm için k özel N Makimum fonkiyon kuvveti H mm Kuvvet kolu k Moment faktörü, bak ( 5 )

17 k M,6 i ( 5 ) 7 M Nmm Yayı etkileyen moment İ mm Kangalın iç çapı Kangalın iç çapı kontrükiyonan alınır. Eğer kangal bir pim üzerine arılmış olarak kullanılacaka fonkiyona iç çapın küçüleceği unutulmamalı ve ölçüler şöyle alınmalıır. P,8...,9 i P mm Pim çapı.. Ortalama çapın " Or " heabı Yay telinin çapı 5 mm en küçüke; ( 6 ) P i ( 7 ),8...,9 ( a) Or + ( 8 ) ( 9 ) Or i + Or mm Kangalın ortalama çapı mm Yay telinin çapı a mm İki yay arımı ara meafei "a" büyüklüğü iki arım araınaki meafeir ve tel kalınlığı 5 mm ye kaar a mm alınmaı önerilir. Veya a eğeri şu formülle heaplanır: Yay telinin çapı 5 mm en büyüke;,8 a (, w,6) ( ) Or 5 ( ) Ortalama çap bulununca, yay teli çapıa biliniği için kangalın ış ve iç çapları kolayca heaplanır. ( ) Or +.. Kangalın iç çapı i ( ) Or mm Kangalın ış çapı ı mm Kangalın iç çapı Or mm Kangalın ortalama çapı mm Yay telinin çapı Yeni ölçülenirmee eğerleri α inekiyle göterelim. Böylece kangalın iç çapı; iα α Or

18 8 Kangal yayın tüm tel boyu abit kalır. Bunua şu şekile göterebiliriz; L Or πif Orα πifα i Orα fα Or α iα i π f π i Orα iα L i fα α + 6 Or f πif α + 6 Or i f α if + 6 Orα Or i f α if + 6 ( ) iα mm Kangalın yeni iç çapı Or mm Kangalın ortalama çapı i f Sarım ayıı α önme açıı mm Yay telinin çapı.. Kangalın ış çapı Kangalın ış çapınıa iç çapı heaplaığımız gibi heaplarak; Or i f α if + 6 α + ( 5 ) α mm Kangalın yeni ış çapı Or mm Kangalın ortalama çapı i f Sarım ayıı α önme açıı mm Yay telinin çapı..5 önme açıı "α" Kangal yayın önme açıı; Buraa atalet momenti 8 M L α o π E I π I bunu yukarıaki formüle yerleştirirek; 6 8 M L 6 α o ( 6 ) π E π

19 9 M L α o 67 ( 7 ) E α önme açıı M Nmm Moment L mm Kangal telinin uzunluğu E N/mm Yay malzemeinin elatiklik ayıı mm Yay telinin çapı Kangal yay telinin uzunluğunu koluz olarak "L" şu şekile heaplarız: L π Or i top Or mm Kangalın ortalama çapı i f Sarım ayıı Az arımlı veya uzun kollu yaylara kolların eğilmeinen oluşan açıa, kol eğilme açıı "β" önme açıını etkiler ve ikkate alınmalıırlar. önme açıı kol eğilme açıı "β" kaar büyür ve böylece hakiki önme açıı α' bulunur. α' α + β ( 8 ) α önme açıı β Kol eğilme açıı Kol eğilme açıı "β" şu şekile heaplanır: Teğet kollu Kıvrık kollu H β 97, Or ( 9 ) E ( H ) Or β 8,7 ( ) E H..6 Sarım ayıı Sarım ayıı için ( 6 ) te ( ) yı ve momenti M H yerleştirip i f i heaplamamız gerekir: α o Bu enklemi arım ayıı " i f " ye göre çözerek; 8 H π i π E π Or f 6 if o α E 667 H Or i f Yaylanan arım ayıı α önme açıı E N/mm Elatiklik moülü mm Yay telinin çapı N Kuvvet H mm Kuvvet kolu Or mm Kangalın ortalama çapı ( )

20 Toplam argı ayıı i top yay kolunun kontrükiyon urumuna göre aptanır. İlk önce : Heaplanan i top bir onraki tam ayıya yuvarlanır. Heaplanan i top bir onraki çeyrek ayıya (..,5) yuvarlanır. Heaplanan i top bir onraki yarım ayıya (..,5) yuvarlanır. Heaplanan i top bir onraki üç çeyrek ayıya (..,75) yuvarlanır...7 Yayın imalattaki boyu Kangal yay telinin uzunluğunu koluz olarak "L" şu şekile heaplarız: L π Or i top ( ) Or mm Kangalın ortalama çapı i f Sarım ayıı Bu boya kol boyları eklenire telin boyu bulunur. L top L + L.K + L.K ( ) Yayın imalattaki boyu (bak Şekil 6, L K ) yüküz olarak şu formülle bulunur: Birbirine eğen arımlar: Aralıklı arımlar: Aralıklı arımlar max: LK (itop +,5) ( ) LK a itop (a + ) + ( 5 ) L Ka max itop (a + max) + max ( 6 )..8 Eğilme gerilimi "σ e " Kangal yay ilk başta uzun kol ahil hareketizir. Kıa kol hareketizir ve abit kol olarak aima hareketiz kalır. Hareketli kol bir kuvvet etkiine kalınca belirli bir açıa "α" hareket eer. Bununla yay eğilmeye zorlanır. Yay teli kıvırma faktörünü ikkate almaan ieal (teorik) eğilme gerilimini formüle eerek; M σ e i W e M σ e i ( 7 ) π σ i N/mm İeal (teorik) eğilme gerilimini M e Nmm Eğilme momenti mm Yay telinin çapı

21 makimum gerilim minimum gerilim Şekil 7, Keitte gerilim Yay telinin aha önce kıvrılmaınan olayı gerilim tel keitine imetrik ve eşit olarak ağılmaz. Keitte kangalın iç tarafına makimum (Şekil 7) ış tarafına ie minimum gerilimler oluşur. Keitte kangalın iç tarafına oluşan gerilim kangal yayın makimum eğilme gerilimiir "σ e ". Makimum eğilme gerilimi / oranına bağlı kıvrım katayıı ile pratikte yeteri kaar oğru olarak kabul eilen kangal yayın eğilme gerilimi heaplanır. σ ( 8 ) e σi q σeem σ e N/mm Yayın kıvrılmalı eğilme gerilimini σ i N/mm İeal (kıvırmaız) eğilme gerilimini q mm Kıvrım katayıı σ eem N/mm Emniyetli eğilme mukavemeti..9 Kıvrım katayıı "q" Kıvrım katayıı "q" arım ölçüleri orantıına bağlıır. Sarım oranı "w" veya kıvırma katayıı; w Or / Kıvırma yarı çapı r i / olarak alınır. Kıvrım katayıının eğeri ya Göhner'e göre heaplanır veya Şekil 8 en okunur. w +,7 q ( 9 ) w,75 q mm Kıvrım katayıı w Sarım oranı veya kıvırma katayıı Kıvrım katayıı k,5,,,,, 6 8 çaplar oranı w / or Eğilme mukavemeti σ N/mm olarak EĞEM II σ EĞEM,7. σ Tel çapı mm olarak a A EĞ C B Şekil 8, Kıvrım katayıı "q" Şekil 9, Statik emniyetli eğilme mukavemeti

22 .. Emniyetli mukavemet Emniyetli mukavemet iki zorlama urumuna göre ayrı ayrı belirlenir.. Statik zorlama. inamik zorlama Statik zorlamaa emniyetli mukavemet Kangal yaylara emniyetli tatik eğilme mukavemeti Şekil 9 ile belirlenir. Buraa; IN76 ya göre; II, A, B ve C eğrileri yay çeliğinen yapılma oğuk haeli ve arımlı yay telleri, IN7 e göre; "a" eğrii palanmaz çelikler için kullanılır. inamik zorlamaa emniyetli mukavemet σ ÜEM '6 ' 8, σ ÜEM EM σ min/max ; a/ ü,,6 σ A 8 evamlı mukavemet- 7 bölgei N σ or,8 mm mm L mm Tel çapı ' '6 N/mm olarak, mm Şekil, inamik emniyetli eğilme mukavemeti Normal üretilmiş, ham ve işlemiz Çelik bilya kumlamalı evamlı mukavemet emniyet katayıı Soğuk olarak form verilmiş ilinirik kıvırılmış yayların inamik emniyetli eğilme mukavemeti Şekil ile göterilmiştir. Buraaki eğerler normal üretilmiş, ham ve işlemiz IN 7 e göre, C tipi ve mm ye kaar çaplı yay telleri için ve çelik bilya kumlamalı yaylar geçerliir. iyagraman emniyetli fark mukavemeti σ EM, emniyetli üt mukavemet eğeri σ ÜEM okunur. Çelik bilya kumlamalı yaylara buraa bulunan eğerler % a kaar yükeltilebilinir. aha emin olarak heap yapmak itiyoranız imalatcıya orunuz. İKKAT: Bu iyagrama σ göterilmemiştir. Emniyet katayıı kullanılarak oğruan emniyetli eğerlerle σ EM, σ ÜEM iyagramı yapılmıştır. S σ / σ fhe evamlı fark mukavemeti / heaplanan evamlı fark gerilimi Tablo 5 e "Patentli çekilmiş yay teli" enilmekteir. Bu malzemeyi IN 7 T e göre ııl işleme tabi tutup, çeliği otenitleşirken ve çabuk oğutarak martenit ereceinin ütüne bırakıp, oğuk şekil vermeyi kolaylaştıracak okuya ahip olmaını ağlamaktır. Tablo 7, Yüklemeler ve yükleme ayıları Yükleme Yükleme ayıı N L Sakin N L Seyrek eğişken N L < eğişken < N L < 7 Sınırız, evamlı N L 7 Şekil ile evamlı mukavemet eğeri yükleme ayıı N L 7 için okunur. Kontrükiyon şartnameine aha üşük yükleme ayıı iteniyora şu faktörle eğerler bulunur. σ NLx c. σ NL7 ( )

23 Okuma örneği; N L 7 c, N L. 6 c,5 N L 5. 5 c,5 N L 5 c,75 Bilinen eğerler: mm, κ min / max veya σ a / σ ü,5 < Alternatif a) N L 7, Normalauführung. Alternatif b) NL 5. 5 Şekil en okunanlar a) σ ÜEM 5 N/mm, σ A 56 N/mm.. Kuvvet Kuvvet " " ark kuvveti f π σ o egem α E H q 667 H.. Eğilme momenti Eğilme momenti " M e " π σ M EM ; q σ EM 59 N/mm (σ EM σ ÜEM - σ A ) b) σ NLx c. σ NL7, ,5 σ EM 75 N/mm or iy o α E M 667 or iy. Kangal yaylar için heaplama örneği Bir ayar kapağı için gerekli kangal yay yapılmaı iteniyor. Kangal yay, kılavuzlu ve arımlar araı meafeli argılı, menteşe yayı gibi çalışacaktır. Kontrükiyon talağınan şu eğerler alınmıştır: Kuvvetler 6,5 N ; 9,75 N Geometri α ; H mm ; K 6 mm epomuzaki malzeme : IN 7, Yayteli, normal imalat (kumlanmamış). İşletme şartları : İşletmeeki yükleme ayıı, ve için N L 7. or a L K ș H α 9 Şekil, Kangal yay α max α α max M M M max (α + α) M α max α M α max Şekil, önme açıı, moment

24 Çözüm: Yay teli: IN 76, ve IN 7 T, Yay tel tipi C, Tablo, en Toleranlar ve çap eğeri tip C, oğuk imalat, kumlanmamış ( ) göre tel çapı k H k k,, < 5 mm için. Ve i K / (,8...,9) i 6 /,8 i mm bulunur. H 9,75 k,6,6 i,58... Tablo, en,6 mm ±,5 buna göre max,65 mm ( 9 ) en or i + +,6,6 Stanart ayılara göre or mm or + +,67,6 7,6 mm i or - -,6, i, mm Şekil ve Şekil en;α max 9 +α ve α α max -(α + α) 9 - α α 6 (α + α)/m α max / M α ( α max / M). M - α α 9 α max 9 + α α max 8 Yaylanan arım ayıı ( ) ile: iy E α 8 6',6 8, H or 6679,75..,5 i y 9,5 İki arım araınaki meafe a mm İmalat onu yay boyu ( 6 ) ile, L Ka max itop ( a + max ) + max, L Ka 9,8 mm Tel boyu, ( ) ile, L π Or itop π.. 9,5 L 7 mm Kollar için. Or. 8 5 mm L top 5 mm Emniyetli eğilme mukavemeti: tatik Tablo ile ve inamik Şekil ile: R m 8. lg R m 8. lg,6 R m 76 N/mm σ ÜEM,7. R m,7. 76 σ ÜEM 5 N/mm Emniyetli inamik eğilme mukavemeti Şekil ile:, min/max ; σa/σü Sınır eğerler oranı:,,6,8, κ / 6,5 /9,75,67 σ ÜEM '6 '5 ' 8 σ ÜEM σ KEM σ A 8 85 evaml mukavemet 7 bölgei N σ or,67,6 mm L ' '6 N/mm olarak Emniyetli eğilme üt mukavemet eğeri: σ ÜEM 5 N/mm Emniyetli eğilme alt mukavemet eğeri: σ AEM 85 N/mm Emniyetli eğilme fark mukavemet eğeri: σ EM σ ÜEM -σ AEM 5 85 σ EM N/mm Heaplanan eğilme gerilimi: Çaplar oranı: w W or / /,6 6,67 Şekil, inamik emniyetli eğilme mukavemeti q (w W +,7)/(w W -,75) q,8.. M Heaplanan max. eğilme gerilimi ( 8 ) ile; q max σ q σ π qmax 9 N/mm σ qmax 9 N/mm < σ ÜEM 5 N/mm

25 5 M Heaplanan min. eğilme gerilimi ( 8 ) ile; q min σ q σ π qmin 6 N/mm Heaplanan eğilme fark gerilimi en σ σ qmax σ qmin 9 6 σ N/mm σ N/mm < σ EM N/mm ve böylece yayın heaba göre emniyetle çalışacağı bulunur. Spiral yaylar Spiral yaylar (Şekil ) ikörtgen keitli ölçüleri IN 5 ile tanartlaştırılmış çelik bantlarla (malzeme IN 7 ye göre) Arşimet (Archimee) pirali olarak arılır. Sarım meafei "a" bütün arımlara abit olarak alınır. Spiral yayların iç ve ış uçları ıkıştırılır. Şekillerinen ötürü ıkıştırılıklarına bütün arımlar eşit ölçüe ıkışmazlar. Yay fonkşyonunu yaparken arımların bir birine eğmemelerine ikkat eilmeliir. Böylece ürtünme etkiinen kaçınılmış olunur. Spiral yaylar hemen hemen eki hale getirme fonkiyonu için kullanılırlar. Çoğunlukla şu allara kullanılıkları görülür; ölçme cihazlarına, aat mekanizmalarına, oyuncaklara ve elatik önme kavramalarına. h b ri a Şekil, Spiral yay r h mm Yayın kalınlığı b mm Yayın genişliği a mm Sarım meafei r mm ekene göre en büyük ış yarı çap r i mm ekene göre en küçük iç yarı çap ig Toplam arım ayıı α önme açıı M Nmm Moment N Kuvvet. Heaplar Genele piral yayların heapları aşağıaki yaklaşık eğer veren formüllerle yapılır. Spiral yaylar genel olarak ikörtgen keitli malzemeen yapılır. Spiral yaylar eğilme etkiine çalışan yaylarır. Eğilme momenti aynı zamana burulma (toriyon) momentiir... Eğilme momenti M e M r ( ) t.. Eğilme gerilimi Eğilme mukavemet enklemini yazarak; M σ ( ) e e σ eem We

26 6 Buraa eğilme momenti ( ) ile verilmiştir. Kullanılan malzeme ikörtgen oluğunan karşı koyma momenti; b h We 6 Bu eğerleri ( ) yerleştirirek eğilme mukavemet gerilmeini " σ e " bulunur; M 6 r σ e σ eem ( ) W b h e e σ e N/mm Yayın eğilme gerilimini M e Nmm Eğilme aynı zamana toriyon momenti W e mm Eğilme karşı koyma momenti N Yayı etkileyen kuvvet r mm En büyük ış yarı çap b mm Yay keitinin eni h mm Yay keitinin yükekliği σ eem N/mm Emniyetli eğilme mukavemeti eğerler.. Yayın tel boyu Spiral yayın tel boyunu abit arım meafei "a" ve arım ayıı "n" ile şu şekile heaplayabiliriz: π (r r ) L i tel π n (r + ri ) ( ) h + a L tel mm Spiral yayın tel boyu r mm En büyük ış yarı çap r i mm En küçük iç yarı çap h mm Yay keitinin yükekliği a mm Sarım meafei n Sarım ayıı.. Yarı çaplar " r ve r i " En küçük iç yarı çap kontruktif olarak abit olarak alınır heaplanmaına gerek yoktur. Buna karşılık ış yarı öap iç yarı çapa ve iğer geometrik ölçülere bağıntılı olarak heaplanmaı gerekir. Bazı özel kontrükiyonlara yayın en büyük kaplayacağı yer veriliğine heaplar ter yöne yapılarak eğerler bulunur. Bu kontrükiyona ve kontrüktere bağlıır. ış yarı çap; En büyük ış yarı çap; ( h a) r ri + itop + ( 5 ) ( h a) r max ri + itop max + ( 6 ) r mm ış yarı çap r max mm En büyük ış yarı çap r i mm İç yarı çap h mm Yay keitinin yükekliği h max mm Yay keitinin makimum yükekliği a mm Sarım meafei

27 7..5 önme açıı " α " Spiral yayın önme açıı 8 Me L α tel ( 7 ) π E I α önme açıı M e Nmm Eğilme aynı zamana toriyon momenti L tel mm Spiral yayın tel boyu E N/mm Elatikiyet moülü I mm Atalet (eylemizlik) momenti Buraa momenti ( ) ve eylemizlik momentini ikörtgen için I b.h / eğerini ( 7 ) e yerleştirirek yaklaşık şu eğerleri buluruz; α 8 Me L π E I tel α 8 r L π E b h tel r L α 69 o tel ( 8 ) E b h ( 7 ) e W e.i/h en I h.w e / ve σ e Me / We eğerini yerleştirirek; α 8 Me Ltel 8 Me Ltel 6 σe L tel π E I π E h We π E h σ L 5 e α tel ( 9 ) h E..6 Yaylanma işi " W " Spiral yayın hacmi ile yaylanma işi heaplanır. max. Yaylanma işi " W ". Spiral yayın hacmi: Vyay σeem W ( 5 ) 6 E W Nmm Spiral yayın max işi V yay mm Spiral yayın hacmi σ eem N/mm Emniyetli eğilme mukavemeti E N/mm Elatikiyet moülü Vyay b h Ltel. Spiral yaylar için heaplama örneği Şekil ile görülen büyük bir kapı kiliine kullanılacak piral yayın heabı yapılacaktır. Kontrükiyon talağınan alınan ve bilinen eğerler: En büyük ış yarı çap r 5 mm Spiral yayın tel boyu L tel 5 mm Spiral yayın önme açıı α 75 Yayı etkileyen max kuvvet max 7 N Yayın malzemei: Çelik ban IN 7, 5CrV

28 8 α r Heaplamayı yaparak yayın bilinmiyen büyüklüklerini ve mukavemet eğerlerini bulunuz. Çözüm: h b a ( 9 ) ile yayın kalınlığı bulunur. ( 9 ) σ L 5 e α tel bu formül yay kalınlığı "h" ya h E çözülür. Şekil, Spiral yay σ L h 5 e tel 8 5 5,9... α E 75 ' Yayın kalınlığı h mm Tablo, en malzeme 5CrV için: E- Moulü E ' N/mm Emniyetli eğilme mukavemeti σ eem 8 N/mm ormül ( ) 6 r b h σ eem yay genişliği "b" ye çözülür: 6 r b σ eem h ,958 b 7 mm 8 ormül ( 5 ) ile yayın iş verimi, gücü heaplanır. Spiral yayın hacmi: Vyay ' mm V yay 5' mm b h Ltel Yayın iş verimi, gücü Vyay σeem W 6 E 5' 8 5' Nmm W 5 kw 6 '

29 9 ik yaylar Çok kere iyi buluş ve fikirler hemen kabul eilmezler. Bir ürü buluşların teorik olarak üşünülmeiyle pratikte kullanılmaları araına uzun zaman geçmiştir. Bu gün makina branşına önemli yer alan ik yaylara bu böyle olmuştur. Julien-rancoie Belleville 86 eneine ik yayların ataı kabul eilebilinecek kontrükiyon prenibi bu günkü ik yayların aynı olan konik şekline bilezik yay patentini almıştı. Bu yay çok kı yola ekenel çok büyük kuvvet karşılayabiliyoru. Yeteri kaar bilinçli heaplama imkanlarının bilinmemei ve kırılganlığı zamanına önlenemeyen bu harika buluş yirminci yüzyılın otuzlu ve kırklı enelerine kaar teknikteki yerini alamamıştır. Ancak yirminci yüzyıla yapılan keif araştırmalar ve bilinçli heaplama metotlarının bulunmaı vee kaliteli üretim metotlarıyla ik yaylar teknikteki yerini bulmuştur. Böylece ik yaylar yükek kaliteleri, çok yönlü kullanılma imkanları ile küçük yaylanma boyu ile büyük kuvvetlerin iteniği yere bütün problemleri çözen elemanlar olmuştur. ik yaylar evamlı ağır şartlar altına kalite ve garantili fonkiyonlarını götererek gün geçtikçe ahaa fazla kullanılan yaylar urumuna gelmiştir. Örneğin; taşıt, makina, takım, motor, aparat ve antral anayi. Bilgili, kaliteli ve uzman kişilerin kontrükiyon ve heapları yapmaı ve ileri teknolojiyle kaliteli üretimin yapılmaı, ik yaylara makimum gücün kazanılmaını, kaliteye erişilmeini ve emniyetli çalışmayı ağlamıştır. ik yaylar tabak şekline, ekenel yöne yükleri yaylanarak karşılayan (eğilmee çalışan), tek veya takım haline çalışan yaylarır. Kontrükiyonlarına muhakkak ya içte bir kılavuz ile veya ış çaplarına bir kovanla kılavuzlanmalıırlar. Genele içten kılavuzlama arzu eilen kontrükiyon şekliir. Kılavuzun eğen yerlerinin ertleştirilmei gerekliir (HRC 55, ertlik kalınlığı,8 mm). Kuvvetin iletimi mümküne ış kenarlaran üzgün yüzeylere yapılmalıır. Sürtünme kaybını önlemek için her türlü kontrükiyon önlemlerine başvurulmalıır, fakat ekonomik urumua unutulmamalıır. ik yaylar IN 7 ve IN 7 göre alaşımlı çelikleren üretilirler. ik yaylar tanart yay olarak h /t ve e /t orantıına göre üç iziye ayrılırlar. A iziinin yay karakteritiği yaklaşık oğrualır ve ert yay olarak tanımlanır. B ve C iziilerinin alçalan yay karakteritiği olup, yumuşak yaylar olarak tanımlanır. Bunun yanına ik yaylar, ik kalınlığına ve imalat şekline göre, üç gruba ayrılırlar. Buraa verilen eğerler Gr. ve Gr. için geçerliir. Ck ve Cr çelikleri yalnız Gr. e kullanılır. Özel urumlara IN 78 ile belirlenen bakır alaşımlarıa ik yay malzemei olarak kullanılır. t IV III σ b L H σ ç ikin üt tarafına heapal Bama gerilmei ağılımı I II h L i L i h I II L H ikin alt tarafına heapal çekme gerilmei ağılımı Şekil 5, ik yay III IV t' i mm İç çap mm ış çap L mm Tam yükeklik t mm ik kalınlığı Gr +, remin olu t mm ekiltilmiş ik kalınlığı Gr, remin ağ tarafı h mm Tam yaylanma boyu L H mm Kuvvet kolu N Kuvvet σ N/mm Bama gerilmei σ z N/mm Çekme gerilmei

30 . ik yayların grupları ik yaylar IN 9 e imalat yöntemi ve işlenmelerine göre üç gruba ayrılırlar (Şekil 5).. Grup (GR) ik kalınlığı t,5 mm, oğuk şekil verilmiş, işlenmemiş, yüzey kalitei R a <,5 µm.. Grup (GR) ik kalınlığı t, mm araı, oğuk şekil verilmiş, ve i tornalanmış R a < 6, µm veya haa keilmiş R a <, µm ve i e kenarlar yuvarlatılmış.. Grup (GR) ik kalınlığı t > 6... mm araı, oğuk veya ıcak şekil verilmiş, her tarafı torna eilmiş R a <,5 µm. > 5 mm e I ve III köşeleri tema yüzeyi olarak üz işlenirler. ik kalınlığı A ve B eriine t',9.t, C eriine t',96.t olarak alınır. ik kalınlığı t, mm araınaki yaylar GR gibi işlenebilirler.. Kontrüktif bilgiler İç ve ış çap oranı δ / i,7,5 ile malzeme en verimli ve yaylanma özelliği en iyi şekile kullanılmış olur. ış çapın kalınlığa oranı / t 8 ile araı en verimli kontrükiyon ınırını verir. akat özel hallere bu oran küçük kuvvetler için / t... araına alınabilinir. Stanartlar oranı kaar almıştır. IN 9 ile bu oranlar ınırına üç izi ik yay izii yapılmıştır.. izi A ; / t 8 ve h / t,. izi B ; / t 8 ve h / t,75. izi C ; / t ve h / t,. ik yayların tanart göterilişi Örnek olarak A iziine, mm ve.grup ik yayı IN tanartına göre kıa olarak şöyle göterilir: Örneğin; ikyay IN9-AGR IN9 A GR Grup işareti ış çap mm olarak izi IN-Stanart numaraı

31 t E l a t i k Y a y l a r. ik yayların tertiplenmei Kuvvet Kuvvet n n i n Yaylanma boyu n i Yaylanma boyu Şekil 7, Yay karakteritiği, tek ve iki Sürtünmeiz Sürtünmeli Şekil 6, Kuvvet ve yaylanma boyu Seri tertiplemee tek yay ve iki yay paketli n Bir paketteki yay aei i Bir ütunaki pakaet aei Aynı yöne konulmuş "n" aet yaylarla yapılmış yay paketine; Paketteki toplam kuvvet; top n ( 5 ) Paketin toplam yaylanma yolu; Paket boyu yüküz; Paket boyu yük altına; top i ( 5 ) L l + (n ) t ( 5 ) L L top ( 5 ) Kuvvet Sertleştirilmiş parça L l 6h top top h 6h / L L h / Yaylanma boyu Şekil 8, Kuvvet ve yaylanma boyu Seri tertiplemee tek, iki ve üç yay paketli n i ütun n i Şekil 9, Paket ve tertipleme Aki yöne konulmuş "n" aet yaylarla yapılmış "i" ayıa paketle yapılmış yay ütununa; Sütunaki toplam yay kuvveti; top n ( 55 ) Süyunun toplam yaylanma yolu; top i ( 56 ) Sütun boyu yüküz; i [ l + (n ) t] i (h + n t) L ( 57 ) Sütun boyu yük altına; L i (h + n t ) ( 58 ) Toplam yaylanma yoluna örnek L top h h h + + top h top

32 .5 ik yayların heabı ik yayların heaplanmaı IN 9 ile ürtünme ikkate alınmaan naıl heaplanacakları tanartlaştırılmıştır. ik yayların heaplanmaı iki kııma yapılır;. ik yayın eçimi,. Kontrolü..5. ik yayın eçimi Muhr ve Bener'e göre yaklaşık olarak bir paket içine "n" kaar yay vara bir ik yaya gelen kuvvet şu şekile heaplanır; Böylece: Bitop top top n Bige n ( ± k n) ( ± k n), 75 ( ± k n) Bitop n ( 59 ) N Bir yayı etkileyen kuvvet Bitop N Kontrükiyonaki toplam kuvvet n Bir paketteki yay aei k Sürtünme faktörü,75 N Kontrükiyona bir yayı etkileyecek makimum kuvvet Tablo 8, Sürtünme faktörü "k " n. ve. Gurup. Gurup A B+C A B+C,,,,5,5,5,5,,,,5,5 Bir yayı etkileyen kuvvet bulunuktan onra kontrükiyona göre Tablo ile,75 e göre bir ik yay eçilir. Bu eçimen onra kontrükiyon şartlarına göre kontroller yapılır..5. ik yayın kontrolü Herhangi bir ik yayın kontrolüne şu eğerler heaplanıp şartlarla karşılaştırılırlar:.5.. Almen ve Làzlò ya göre kuvvet Teorik olarak Almen ve Làzlò ya göre kuvvet şu formülle heaplanır: E t h h k k + ν k t t t t t ( 6 ) k faktörü. ve. grup ik yaylara olarak alınır. Grup için ilere k faktörünün eğeri verilecektir. ik yayımızı çelikten yapılmış kabul eerek, elatiklik moülü E 6' N/mm, Poion ayıı ν, kabul eilince, formülümüz şu şekli alır:

33 [ k ( h ) ( h,5 ) + t] E k t ( 6 ) ν k E ν 6 95'9,555.., ik yayını tam yayılacak şekile batırırak, yani h olunca, üm üz baılınca yayın kuvveti: ( k t) k t 95'95 + ( 6 ) k N Bir yayı etkileyen kuvvet mm Yaylanma yolu t mm Yayın kalınlığı k Çaplar oranıyla eiğşen. yay faktörü k Grup için ayanma yüzeyi faktörü, Grup ve için. mm Yayın ış çapı h mm Tam yaylanma boyu Bu fomüle şimiye kaar görmeiğimiz çaplar oranıyla eiğşen yay faktörü "k " görülmekteir. Çaplar oranıyla eiğşen yay faktörleri üç taneir. Bu fatörler kabaca Tablo 9, Şekil, Şekil en alınabilir veya analitik olarak heaplanır. Tablo 9, Stanart ik yaylar için k faktörleri δ / i k k k,9,67,97,9,95,68,8,58,,69,,78,5,7,,97 aktor k,8,7,6,5,,,, Çaplar oranı δ / i 5 aktor k, k,,,8,6,,,8 k k 5 Çaplar oranı δ / i Şekil, Çaplar oranı faktörü k Şekil, Çaplar oranı faktörü k ve k Çaplar oranı δ / i olarak kabul eerek Çaplar oranıyla eiğşen yay faktörü "k " δ δ k ( 6 ) π δ + δ lnδ

34 Çaplar oranıyla eiğşen yay faktörü "k " k δ 6 ln δ πln δ ( 6 ) Çaplar oranıyla eiğşen yay faktörü "k " aktör "k " Grup için ayanma yüzeyi faktörü δ k ( 65 ) πln δ,5 c + (,5 c) c k + ( 66 ) [(,5l / t t' / t +,75) (,65l / t t' / t,75) ] + c (t'/ t) / c [,56(l / t ) + ] c /(t'/ t ) t mm Ekiltilmiş ik kalınlığı Gr için t mm ik kalınlığı Gr + için l mm Yay yükekliği.5.. Yay karakteritiği (rijitliği) "R" Yay karakteritiği (rijitliği) genel olarak kuvvetin yaylanma boyuna oranıır. R ik yaylarına kuvvet ( 6 ) ele alıp eşitliğin iki tarafını yaylanma boyu "" e böler ve kıaltmaları yaparak, yay karakteritiğini buluruz;.5.. Gerilimler Statik zorlama: [ k ( h h +,5 ) t ] E k t R + ( 67 ) ν k R N/mm Bir yayı etkileyen kuvvet iğer bütün büyüklükler ( 6 ) in aynı Statik zorlamaa I. yere oluşan baı gerilimi σ bi bütün ik yaya oluşan en büyük gerilmeir. inamik zorlama: E σ I ( k ( h,5 ) k t) ( 68 ) ν k eğişken inamik zorlmaa evamlı zorlamaan oluşan çatlamalar yayın alt kımına, çeki tarafına oluşur. Buna göre kontrol ya II. yereki (σ II ) veya III. yereki (σ III ) gerilmelerle yapılır.

35 5 Analitik olarak. ve. gruplaraki gerilimler; ( ) [ ] t k,5 h k k E,II I ± ν σ ( 69 ) σ II için " + k " çeki gerilimi, σ I için " k " baı gerilimi ( ) ( ) [ ] t k,5 h k k k E,IV III δ ν σ m ( 7 ) σ III için " k " çeki gerilimi, σ IV için " + k " baı gerilimi Analitik olarak. ve. gruplaraki gerilimler; ± ν σ ' ' ',II I t k h h,5 h k k k k E ( 7 ) σ II için " + k " çeki gerilimi, σ I için " k " baı gerilimi ( ) δ ν σ ' ' ',IV III t k h h,5 h k k k k k E m ( 7 ) σ III için " k " çeki gerilimi, σ IV için " + k " baı gerilimi σ Ν/mm Gerilimler, inekine göre mm Yaylanma yolu t, t' mm Yayın kalınlığı k Çaplar oranıyla eiğşen yay faktörü, inekine göre h, h' mm Tam yaylanma boyu δ Çaplar oranı / i mm Yayın ış çapı.5.. Yaylanma işi "W" Genel olarak iş kuvvet x yol olarak yazılır; W + ν t t h k t k k t E W 5 ( 7 ) Malzeme olarak çelikler kullanılığı için E 6' N/mm ve Poion ayıı ν, eğerleri formüle yerleştirilire: ( ) [ ] t,5 h k k t k 5'77 W + ( 7 ) W Νmm Yaylanma işi mm Yaylanma yolu t mm Yayın kalınlığı k Çaplar oranıyla eğişen yay faktörü, inekine göre h mm Tam yaylanma boyu mm Yayın ış çapı

36 Sürtünme etkii Kuvvet formülü ( 6 ) a ürtünmeen oluşan kuvvet göterilmemiştir. Yayların tertiplenmeine göre yaylanmaa ürtünmeen oluşan kuvvetine etkii ikkate alınır. Sürtünme kuvvetini paketteki yay ayıı, ütunaki paket ayıı, eyen yüzeylerin kalitei ve yağlama urumu ile kontrükiyonun şekli etkiler ve kuvvet kabaca yaklaşık olarak yalnız analitik olarak heaplanabilinir. Yü Ya SYü SYa t SYa SYü L L H H i Yü Ya Şekil, İşletme ve yaylanma kuvvetleri Şekil, İki yaylı paket n h h +t t x h Sürtünme yüklemee aha büyük, yaylanmaa aha küçük yay kuvveti oluşturur. Sürtünme kuvvetini şu şekile heaplarız.; Yüklemee ürtünme kuvveti; Yaylanmaa ürtünme kuvveti; S Yü S Ya µ ( 75 ) Yü µ ( 76 ) Ya SYü Ν Yüklemee ürtünme kuvveti µ Sürtünme katayıı Yü Ν Yükleme kuvveti SYa Ν Yaylanmaa ürtünme kuvveti Ya Ν Yaylanma kuvveti Yukarıaki formüllerene görüleceği gibi eğerler ürtünme katayıına bağlıır. Sürtünme katayııa göreceli olarak yapılmış eneylere göre kabul eilen büyüklükler oluğunan kuvvet eğerlerie yaklaşık, kabaca oğru eğerlerir. Paket için; n /[ µ ( n ) m µ ] top Sü Ko Sütun için; n /[ µ ( n ) ] ( ) Yükleme, (+) yaylanma kuveti için top Sü m ( 77 ) Ko Ke m ( 78 ) top Sü Ν Toplam ürtünme kuvveti µ Ko Kovan/kılavuz ürtünme faktörü µ Ke Kenar ürtünme faktörü Tablo, Sürtünme kovan/kılavuz faktörü µ Ko ve kenar faktörü µ Ke, eğerler. - olarak Sıvı yağ Gre yağı Molykotlu gre A izii 5- (7-) -7 (-7) 5- (7-) B izii - (7-6) 8-9 (6-) -5 (7-) C izii 8-7 (-8) -5 (-7) - (-5) Kovan/kılavuz faktörü µ Ko normal, kenar faktörü µ Ke () parantez içineki eğerler.

37 7.6 ik yay malzemei ik yayların malzemei evamlı mukavemet ve zorlanma altına ayanma özelliğine ahip olmalıır. Genel olarak ik yay için kullanılan malzemeler Tablo ile verilmiştir. Malzemenin ıı eğerleri evamlı ıı eğerleriir. Özel hallere, örneğin; ıının kıa zaman içine (bir aate kaar) verilen eğeren C aha fazla olmaına malzeme özelliğinen bir şey kaybetmeen ayanır. Yay heabı yapılırken işletme ııı ikkate alınmalıır. Malzemenin E-Moülü eğeri yükek ııa azalır, üşük ııa yükelir. Bu özellik yay kuvvetinin yükek ııa azalmaı, üşük ııa yükelmei emektir..6. Stanart ik yay malzemeleri Stanart ik yay malzemeleri olarak aşırı ıı ve korozyon tehlikei olmaığı müetce Ck 67, 5CrV ve 5 CrMoV malzemelerini ayabiliriz. Bu malzemeler en ekonomik olarak yay fonkiyonları yerine getirilir. Ck 67 bu malzemeler araına en ucuzuur. azla itek ve şartların olmaığı yere kullanılmaı en akıllıca iştir. IN 9 e tanart ik yaylara,5 mm ve aha ince kalınlıklara kullanılır. Özel hallere mm ye kaar kullanılırlar. 5 Crv klaik yay malzemeiir ve 5 C ile +5 C araına aryu eilen bütün şartları yerşne getirir. ayanma müetinen kayıp göze alınıra 5 C veya + C ahaınaa kullanılır. 5CrMoV malzemei 5 CrV malzemeinin bütün özellikleri yanına bünyeineki molüpten karışımınan ötürü mm kalınlığına kaar gayet kolaylıkla bütün kalınlığı problemiz gayet kolay ertleştirilir. aha az kırılgan oluğunan C ile - C araına 5 CrV en aha avantajlıır..6. Korozyona ayanıklı malzemeler Korozyona ayanıklı malzeme olarak X CrNi 7 7, X 7 CrNiAl 7 7 ve X 5 CrNiMo8 malzemelerini ayabiliriz. Bünyelerineki Cr ve Ni en olayı korozyona ayanıklıırlar. Ea yapıları otenitik oluğunan tanart malzemeler gibi martenit veya baynit tavlamaı yapılamaz. Yükek mukavemet eğerlerini oğuk haeleme veya ıkıştırma ile kazanırlar. Yay için gereken mukavemet eğerini belirli ve özel haeleme metouyla kazanırlar. Bu urum malzeme kalınlığının ar bir aralıkta kalmaını gerektirir. Bu malzemeler çok üşük ıılaraa kolaylıkla yay foniyonlarını yaparlar. akat C nin ütüneki ıcaklıkta zamanla oğuk haelemee kazanıkları mukavemet eğerini kaybeerlar..6. üşük ııya ( C) ayanıklı malzemeler üşük ıı malzemeleri olarak 5 CrMoV 6 7 ve CrNiMo 8 malzemelerini ayabiliriz. üşük ıı malzemeleri tanart malzemeler gibi martenit veya baynit tavlamaıyla mukavemet eğerlerini kazanırlar ve tanart malzemelerin özelliklerine ahiptirler. - C en aha üşük ııa çentik haaiyetleri tanart malzemeleren aha azır. 5 CrMoV 6 7 malzemei -6 C kaar ve CrNiMo 8 malzemeie -8 C kaar rahatlıkla mukavemet ve ömür eğerlerinen bir şey kaybetmeen kullanılır. Bünyelerine bulunan Mo ve Ni en olayı tanart malzemeleren aha yükek ıılaraa rahatlıkla kullanılırlar..6. Yükek ııya ayanıklı malzemeler Yükek ııya ayanıklı malzemeler olarak X 5 CrMo 7, X WCrV 5 ve X CrMoV malzemelerini ayabiliriz. Bu malzemeleri martenit tavlanabilir malzemeler olarak tanırız. Alaşımlarının ayeine yükek ııya tanart malzemeleren aha fazla ayanırlar.

38 8.6.5 Anti manyetik ve korozyona ayanıklı malzemeler Anti manyetik ve korozyona ayanıklı malzemeler olarak CuBe ve NiBe malzemelerini ayabiliriz. Bu malzemeler mukavemet eğerlerini ertleştirme işlemiyle ele eerler ve aynı zamana anti manyetik ve korozyona ayanıklı malzemelerirler. CuBe gayet güzel elektrik iletir. Aşırı oğuklukta kullanılan ener malzemeleren biriir. E- moülünün üşük olmaı olukça küçük kuvvetlere kullanılmaına rol oynar. NiBe yukarıa verilmiş olan özelliklerinin yanı ıra aşırı ıcaklıkta kullanılan ener malzemeir..6.6 Aşırı ııya ayanıklı malzemeler Aşırı ııya ayanıklı olarak uratherm 6, Inconel X 75 ve Nimonic 9 malzemelerini ayabiliriz. Buraa verilen iimler malzemelerin piyaa iimleriir. Nimonic 9 için IN aı ve numaraı olmaına karşın uratherm ve İnconel için IN aı ve numaraı yoktur. Bu malzemeler ertleştirilebilinirler, gevrek eğillerir ve evamlı mukavemet eğerlerini garantili olarak evamlı tutarlar. Bu özelliklerie rağmen yayın eçimine çekme ile akma mukavemeti belirli bir toleranla aha küçük alınıra oturmaan oluşacak ( yüklenmeen onra) kuvvet kaybı ikkate alınmış olur. Malzemeeki oturma kaybı ıı, zaman ve gerilime bağlı fonkiyonur ve yay yükekliğinen kaybeer. Bir yay yükek ııa kullanılır, eğer zorlanma üşük kuvvetle ve çalışma zamanı kıa ie. Tablo a, ik yaylar için malzeme ve eğerleri Malzemenın IN aı W.Nr. E-Moül N/mm max kalınlık mm Iı ahaı C Temini Ck 67. 6',5... kolay 5 CrV.859 6' 5... kolay 5 CrMoV.77 6'... kolay X CrNi ' 5... kolay X 7 CrNiAl ',5... kolay X 5 CrNiMo 8. 9',6... kolay 5 CrMoV ' zorca CrNiMo ' zorca X 5 CrMo 7. 9' 6... zorca X WCrV 5.8 6' zorca X CrMoV.9 9' zorca CuBe.7 5', zorca NiBe. ', zorca uratherm 6 ' 6... zor Inconel X 75 ' zor NiCr Co 8 Ti *).969 6' zor *) Piyaa aı "Nimonic 9" ır Kullanımı Stanart Korozyona ayanıklı üşük ıı Sıcağa ayanıklı Antimanyetik ve korozyona ayanıklı Aşırı ııya ayanıklı