A)KAPLİNLER A.1.RİJİT KAPLİNLER A.1.1.ZARFLI KAPLİNLER A.1.2.FLANŞLI KAPLİNLER A.1.3.ALIN DİŞLİ KAPLİNLER A.1.4.ZARFLI OK KAPLİNİ RİJİT KAPLİNLERİN

Transkript

1 A)KAPLİNLER A.1.RİJİT KAPLİNLER A.1.1.ZARFLI KAPLİNLER A.1.2.FLANŞLI KAPLİNLER A.1.3.ALIN DİŞLİ KAPLİNLER A.1.4.ZARFLI OK KAPLİNİ RİJİT KAPLİNLERİN DİN. KARAKT. A.2.ESNEK KAPLİNLER A.2.1.KİNEMATİK BAĞLI KAPLİNLER A OLDHAM KAPLİNİ A DİŞLİ KAPLİNLER A KARDAN KAPLİNİ A.2.2.ELASTİK KAPLİNLER

2 A.2.2.a.LASTİK ELEMANLI ELASTİK KAPLİNLER A.2.2.a.1.ELASTİK MANŞONLU KAPLİN A.2.2.a.2.RUPEX KAPLİNİ A.2.2.a.3.KADO KAPLİNİ A.2.2.a.4.PERİFLEX KAPLİNİ A.2.2.b.MADENSEL YAY ELEMANLI KAPLİNLER A.2.2.b.1.HELİSEL YAYLI KAPLİNLER A.2.2.b.2.ÇOK TABAKALI YAPRAK YAYLI KAP. A.2.2.b.3.VOİTH-MAURER KAPLİNİ A.2.2.b.4.BİBBY KAPLİNİ A.3.HİDROLİK KAPLİNLER KAPLİN BÜYÜKLÜĞÜNÜN SEÇİMİ

3 B)KAVRAMALAR B.1.MEKANİK KAVRAMALAR B.1.1.RİJİT KAVRAMALAR B.1.2.SÜRTÜNMELİ KAVRAMALAR B LAMELLİ KAVRAMALAR B KONİK KAVRAMALAR B.2.PNÖMEKANİK KAVRAMALAR B.3.ELEKTROMEKANİK KAVRAMALAR B.4.OTOMATİK KAVRAMALAR B.4.1.SANTRİFÜJ KAVRAMALAR B.4.2.EMNİYET KAVRAMALARI B.4.3.TEK YÖNLÜ KAVRAMALAR

4 İRTİBAT ELEMANLARI İrtibat elemanlarının görevi motor ile iş makinası arasındaki irtibatı sağlayarak hareketi iletmektir. İki ye ayrılırlar A)Kaplinler B)Kavramalar

5 KAPLİNLER Kaplinlerde irtibat,mekanik bağ ile gerçekleştirilir. Bu nedenle iki mil arasındaki irtibatı sağlamak veya kesmek,mekanik bağlantı elemanının takılıp sökülmesiyle yapılır; bu da ancak döndüren mil dururken mümkündür. Kaplin tiplerini tayin eden esas unsur mil eksenleri arasındaki düzgünsüzlüktür. Montaj veya çalışma sırasında meydana gelen bu düzgünsüzlükler;açısal, radyal, eksenel ve burulma açısı şeklinde olabilir.

6 DÜZGÜNSÜZLÜKLER

7 1)Rijit kaplinler: Herhangi bir düzgünsüzlüğü karşılamayan kaplinlerdir. 2)Esnek kaplinler: Herhangi bir düzgünsüzlüğü karşılayan kaplinlerdir. Mafsallı kaplin: Esneklik kinematik bir irtibat yardımıyla sağlanıyorsa, Elastik kaplin:elastik bir eleman vasıtasıyla sağlandığı takdirde, Hidrolik kaplin:sıvı koymak suretiyle elde edildiği takdirde hidrolik kaplin adını alır.

8 RİJİT KAPLİNLER Rijit kaplinler mil eksenleri arasındaki düzgünsüzlükleri karşılamadıklarından bağlantı yerinde tepki kuvvetleri ve momentler meydana gelir. Bu nedenle millerin çok titiz bir şekilde merkezlenmesi gerekir Alçak devir sayılarında ve nispeten küçük düzgünsüzlüklerin söz konusu olduğu yerlerde kullanılabilir.

9 ZARFLI KAPLİNLER Bu kaplin eksen boyunca bölünmüş iki yarım zarftan oluşur. Her iki zarf yarısı mil uçlarına takıldıktan sonra civatalarla sıkılır. Bunun sonucunda mil ile kaplinin iç yüzeyi arasında bir basınç meydana gelir. Aslında bir sıkma geçme olan bu bağlantıda momentin sürtünme ile iletildiği kabul edilir. Emniyet önlemi olarak zarf ile mil arasına uygu kaması konmaktadır. Dökme demir veya dökme çelikten yapılırlar.

10

11 d<25 mm L=5*d D=4*d d 25 mm L=(3,5-5)*d D=(2-4)*d M kb : Kaplinin ilettiği moment z 1 :Mil ucu başına düşen cıvata sayısı z: 2* z 1 Toplam cıvata sayısı L: Kaplinin milde oturduğu kısmın uzunluğu F n1 : Cıvata başına düşen normal kuvvet µ: Sürtünme katsayısı (0,15-0,2) F n =p*d*l= z 1* F n1 M s = µ*p*π*d*l* M s = z 1 * F n1 * µ*π* M s M kb F n1

12 FLANŞLI KAPLİNLER Her iki milin ucuna takılan birer flanştan meydana gelir. Flanşlar millere monte edildikten sonra civatalarla birbirine bağlanır. Milleri merkezlemek amacıyla flanşların birine merkezleme faturası diğerine de bu faturanın gireceği bir yuva yapılır veya her iki flanş merkezleme faturalı yapılıp flanşlar arasına merkezleme bileziği konur. Çok ender olarak mil ile tek parça olarak üretilmiş flanş sistemi kullanılır.

13

14 Flanşları birbirine bağlayan civatalar boşluklu veya boşluksuz olarak takılır. boşluklu montaj halinde moment iletimi civataların sıkışmasıyla temas yüzeyleri arasında oluşan sürtünme ile olur. F n1 :Her civatanın meydana getirdiği normal kuvvet z: Cıvata sayısı d 0 : Temas yüzeylerinin ortalama çapı d 0 = M s =µ.z. F n1.d 0 \2 M kb F n1

15 Civataların boşluksuz olarak takıldığı durumda moment iletimi cıvata gövdeleri üzerinden yapılır. F 1 = M kb =z.f 1.d 0 \2 olup civatalar Kuvvetiyle kesilmeye zorlanır. d 0 =(D+d 1 )\2 D: Flanşların dış çapı d 1 : merkezleme faturasının çapı

16 ALIN DİŞLİ(HİRTH) KAPLİN Birbirine bağlanacak içi delik miller alınlarındaki üçgen şeklindeki dişler yardımıyla birbirine geçer ve çözülmemeleri için civatalarla eksenel yönde gerilirler.

17

18 ZARFLI OK KAPLİNİ SKF firması tarafından geliştirilen OK kaplini bir dış kovan ve birde iç gömlekten meydana gelir.gömleğin içi silindirik dışı ise hafif koniktir. Dışı silindirik olan kovanın da içi gömleğe uygun şekilde koniktir. Gömlek mile geçirildikten sonra kovan üzerine sürülür ve gömlek ile kovan arasına yüksek basınçla yağ basılır ve kovan eksen yönünde itilerek kavrama sıkıştırılır. Kovan gömleğin üzerinde tırmanırken gömleği büzer ve mili sıkmasını sağlar.

19

20 ESNEK KAPLİNLER Esnek kaplinler millerin sapmalarına imkan verir. Bu nedenle bu kaplinler, rijit kaplinlere göre pratikte daha çok kullanılmaktadır. Esnekli kinemati Bağ veya elastik elemanla sağlanır.bu kaplinler, dinamik davranışları bakımından birbirinden tamamen farklıdır. Kinematik bağlı kaplinlerin dinamik davranışları, döndüren ile döndürülen mil eksenleri arasındaki radyal aralığa ve eğilme açısına bağlıdır. Sistemdeki titreşimleri ve darbeleri söndürmez. Buna karşın elastik kaplinler, bağlantı elemanının elastikliğine bağlı olarak sönümlemeye sahip olup darbeleri ve titreşimleri karşılar.

21 KİNEMATİK BAĞLI KAPLİNLER Bu kaplinler sistemdeki titreşim ve darbeleri söndürmezler. 3 tip kinematik bağlı kaplin vardır. Bunlar: a) Oldham kaplini b) Dişli kaplin c) Kardan kaplini

22 OLDHAM KAPLİNİ Bu kaplin 3 parçadan oluşmaktadır. Millere bağlanan kaplin flanşlarının alın yüzeylerine çapsal doğrultuda ve dikdörtgen şeklinde birer girinti, ortada bulunan diskin her iki alın yüzeyinde çapsal doğrultuda birbirine dik iki çıkıntı bulunmaktadır. Eksenler arasında radyal ve eksenel, açısal düzgünsüzlükler karşılanabilir.

23 Kaplin boyutları D=(3 4).d ve h=0,3.d alınabilir. Bu kaplinler çelikten yapılırlar. Kaplin parçaları arasında hareket olduğu için yüzeylerin temizliği önemlidir. Bu kaplinler 100 saatlik çalışma süresinin sonunda ara diskteki yağlama deliğinden yağlanırlar. Kaplin imalatçı firmaların kataloglarından seçilir. Kayma yüzeyleri arasındaki basınç yayılışı şekildeki gibi alınırsa. F=(p.D.h)/4 L=(D/3) M kb =2.F.L=(p.D.h.L)/2=(p.D 2.h)/6 p=(6 M kb )/(D 2.h) p em p em =(1,5.2)daN/mm 2 ( HRC lik yüzeyler)

24

25 DİŞLİ KAPLİNLER Mil uçlarına takılan birer dişli ve bunları irtibat haline getiren ve iç kısmı dişli olan bir manşondan meydana gelmektedir. Dişlerin üst ve yan kısımlarına verilen küresel şekil ve dişler arası bırakılan boşluk sayesinde kaplin, miller arasındaki eksenel, radyal ve açısal düzgünsüzlükleri karşılayabilir. Manşon küçük kuvvetler söz konusu ise tek parça halinde büyük momentlerde ise birbirine cıvata ile bağlanan iki parça halindedir. Kaplinin dişli kısımları sementasyon, ıslah ve alaşımlı çeliklerden yapılmaktadır. Dişlerin yüzeyi sertleştirilip, taşlanır.

26

27 KARDAN KAPLİNİ Mil uçlarına takılan çatal şeklinde iki parça ve genel olarak haç şeklindeki bir ara elemanından oluşan bu kaplin çatalların ara elemana bağlanmasıyla eksenleri birbirine dik iki mafsal meydana getirir. Kardan kaplini eksenleri arasında büyük eğim açısı bulunan milleri birbirine bağlamaya imkan verir. Mafsal yatakları kaymalı veya rulmanlı yatak, özellikle iğneli yatak, şeklinde olabilir.

28

29

30 Döndüren mil ɷ 1 açısal hızı ile dönüyorsa milin açısal hızı: ɷ 2 =(cosα/1-sin 2 a.cos 2 θ 1 ). ɷ 1 eğim açısı α ya bağlı olarak değişkendir. Döndüren milin dönme açısı(q 1 ) ;Q 1 =0 o ve 180 o için Cos Q 1 =1 ve ɷ 2 =( ɷ 1 /cosα) yani maksimum Q 1 =90 o ve 270 o için Cos Q 1 =0 ve ɷ 2 =cosα.ɷ 1 yani minimum değerlerini alır. Böylece döndürülen milin hızı bir devirde iki defa maksimum ve iki defa minimum değerden geçer. Buna bağlı olarak milin mafsallarında meydana gelen kuvvet ise: F 2max =F 1 / cosα ; F 2min =F 1.cosα değerleri arasında değişecektir.

31 ELASTİK KAPLİNLER a)lastik elemanlı elastik kaplinler -Elastik manşonlu kaplin -Rupex kaplini -Eupex kaplini -Cushion kaplini -Periflex kaplini gibi çeşitli tiplere sahiptir. b)madensel yay elemanlı kaplinler -Helisel yaylı kaplinler -Bibby kaplini -Voith-Maurer kaplini -Çok tabakalı yaprak yaylı kaplinler gibi çeşitli tiplere sahiptir.

32 ELASTİK MANŞONLU KAPLİN Mil uçlarına takılan flanşlar, flanşlar arasında irtibat sağlayan lastik manşonlar ve manşonların takıldığı vidalı pernolardan oluşur. Açısal düzgünsüzlüğü hemen hemen hiç karşılamazlar.

33 RUPEX KAPLİNİ Elastik manşonlu bir kaplindir. Manşonları fıçı şeklinde olan bu kaplinler θ 1,5 o -2 o lik açısal sapmalara olanak sağlamaktadırlar. manşonlu kaplinler küçük momentlerde kullanılmaktadırlar.

34

35 KADO KAPLİNİ Daha büyük momentlerin iletilmesinde kullanılır. Bu kaplinde flanşın alın yüzeyine açılan yuvalara lastik bloklar yerleştirilir. Bu blokların arasına diğer flanşın yüzeyine tespit edilen pernolar takılır. Bu kaplinler büyük bir esnekliğe sahiptirler.

36

37 PERİFLEX KAPLİNİ Bu kaplin iki flanş ve iki flanşa bağlanan U şeklinde kıvrılmış lastik çemberden meydana gelmektedir. Büyük geometrik düzgünsüzlükleri karşılayabilen ve nispeten büyük momentler ileten bir kaplindir. Bu prensibe uyan çeşitli tipler geliştirilmiştir.

38

39 HELİSEL YAYLI KAPLİNLER Her iki flanşa ardışık olarak vidalı pernolar yardımıyla mafsal şeklinde lokmalar tespit edilmiştir. Lokmalar arasına helisel yaylar yerleştirilmiştir. Ayrıca kaplinin merkezinde eksenel kuvvetleri karşılayan küresel bir mafsal sistemi bulunur. Açısal burulma sapmalarına imkan veren bir kaplindir.

40

41 ÇOK TABAKALI YAPRAK YAYLI KAPLİNLER Kaplinin iki flanşı arasındaki irtibat yaprak yaylar tarafından sağlanmaktadır. Bu kaplin darbeyi çok iyi karşılar.

42

43 VOITH-MAURER KAPLİNİ Flanşlar arasındaki irtibat kıvrılmış ve çepeçevre yerleştirilmiş yaylarla sağlanır. Yaylar kapalı bir hacim içindedir ve gresle yağlanmaktadır. Eksenel ve açısal sapmaları çok iyi karşılayan bu kaplinin karakteristiği yaklaşık doğrusaldır.

44

45 BİBBY KAPLİNİ Mil uçlarına takılan ve dış çevrelerinde dişler bulunan iki flanştan ve bu dişlerin etrafında kıvrılmış olan dikdörtgen kesitli yaylardan oluşmaktadır. Çalışma şekli çok tabakalı yaylı kapline benzemektedir.

46

47 HİDROLİK KAPLİNLER Hidrolik kaplinin primer kısmı dönmeye başlayınca, bunu dolduran sıvı merkezkaç kuvvetin etkisi altında çevreye ve oradan da sekonderin(türbinin) kanatlarına fırlatılmaktadır. Sıvı böylece primer (pompa) den aldığı enerjiyi sekondere (türbine) naklederek bunun dönmesini sağlar.

48

49

50 KAPLİN BÜYÜKLÜĞÜNÜN SEÇİMİ Pratikte kaplin seçimine etkisi olan işletme değerlerinin, örneğin yük momenti, kütle atalet momenti vb. gibi hesapsal olarak belirlenmesi çok zordur. Bu sebeple imalatçı firmalar kaplinlerin büyüklüklerini verirken her türlü etkiyi emniyeti ile dikkate alırlar. Kaplin büyüklükleri yaklaşık olarak kabul edilen bir kaplin momenti ile elde edilir.

51

52 -otomatik kavramalar KAVRAMALAR Kavramalarda irtibat mekanik olabildiği gibi fiziksel bir olaya da bağlıdır(genellikle sürtünme). Bu durumda irtibat mil hareket halinde iken de sağlanabilir. 5 gruba ayrılır: -mekanik kavramalar -pnömekanik kavramalar -elektromekanik kavramalar -elektromagnetik kavramalar

53 MEKANİK KAVRAMALAR Rijit kavramalar ve sürtünmeli kavramalar olmak üzere iki ana sınıfa ayrılır. Çalışma prensipleri kavrama yarılarından birinin sabit olarak döndüren mile diğerinin ise eksenel harekete olanak sağlayacak tarzda döndürülen mile takılması esasına dayanır.

54 Mekanik Kavramaların Çalışma Prensibi

55 RİJİT KAVRAMALAR Temas yüzeyleri arasında kayma olmadığı için kavrama anında her iki mil aynı dönüş hızına sahiptir. Ancak kavrama, döndüren mil dönerken devreye girerse darbe meydana gelir. Bu kavramalar çeneli(parmaklı) veya dişli şeklinde olabilir. Dikdörtgen çeneli kavramalar, döndüren mil dururken veya her iki yarı kavrama aynı hızda dönerken devreye girebilirler (Şekil 3 a). Bu kavramalar her iki yönde moment iletebilirler. Dişli kavramalarda dişler, yarı kavramalarının çevresinde (Şekil 3 b) veya alın yüzeylerindedir (Şekil 3 c). Bu kavramalar 300 dev/dak ya kadar devreye girebilirler.

56

57 SÜRTÜNMELİ KAVRAMALAR Bir milden diğerine sürtünme yolu ile moment ileten bir veya birçok sürtünme yüzeyli elemanlardır. Bir milden diğerine moment iletiminin darbesiz olması ve devreye herhangi bir hızda basit ve kolay bir şekilde girebilmesi gibi üstünlükleri taşırlar ve takım tezgahlarında geniş uygulama alanları bulmalarını sağlamaktadır. Temas yüzeylerinin şekline göre lamelli, konik, takozlu ve bantlı olmak üzere 4 çeşittir.

58 Sürtünmeli kavramaların devreye girmeleri iki kademede gerçekleşir: Eksenel kuvvetin etkisi altında sürtünme yüzeyleri birbirine temas eder ve döndürülen milin hızı artmaya başlar. İkinci kademede döndürülen milin hızı döndüren milin hızına erişmeye başlar. Bu durumda kavrama devreye girmiş olur.

59

60 LAMELLİ KAVRAMALAR Tek lamelli veya çok lamelli olabilirler. Lamellerin dış çapı (veya iç çapı) çok sayıda girnti çıkıntı içermektedir. Böylece lameller gövde(veya mil) ile beraber dönerler ancak eksenel yönde hareket edebilirler. Sırasıyla dış ve iç lamellerden oluşan lamel paketi eksenel kuvvet ile sıkıştırıldığında birbiri ile temas eder ve kavramanın mili ile gövdesi arasında hareket iletimi gerçekleşir.

61

62

63 KONİK KAVRAMALAR Temas yüzeyleri koni şeklinde olan bu kavramalarda devreye girmek, devrede tutmak ve devreden çıkarmak için gereken eksenel kuvvetler birbirlerinden farklıdır. Bu kavramalarda (blokaj) olayının olmaması için α (koni) açısı sürtünme(p) açısından büyük olmalıdır.

64

65

66 PNÖMEKANİK KAVRAMALAR Bu kavramaların kumanda sistemi pnömatiktir ancak irtibat mekanik bir olaya yani sürtünmeye bağlı olarak gerçekleştirilir. Tüm kumanda sisteminin pnömatik olduğu tasarımlar prensip olarak 3 tiptir: Birinci Tip: normal bir diskli kavramadır. Kavramanın baskı plağı bir pistona bağlıdır. ikinci tip: bu tipte piston yerine içi boş bilezik şeklinde bir lastik mevcuttur.lastiğin yan yüzeyine baskı plağı tespit edilir. üçüncü tip: içi boş bilezik şeklindeki lastik,döndüren mil üzerine takılmış olan gövdenin iç kısmına bağlanmıştır. Sürtünme pabuçları da lastiğin

67

68

69 ELEKTROMEKANİK KAVRAMALAR Bu kavramalar çok çabuk devreye girme ve devreden çıkma özelliğine sahiptir. Kavrama yarıları arasındaki irtibat genellikle sürtünmeye dayanılarak gerçekleştirilir. Ancak tüm kumanda sistemi elektromekaniktir. Bilezikli ve bileziksiz olmak üzere iki gruba ayrılırlar.

70

71

72

73

74 OTOMATİK KAVRAMALAR Bunlar hız ve moment gibi faktörlerin etkisi ile kendi kendine devreye giren veya devreden çıkan kavramalardır.

75 SANTRİFÜJ KAVRAMALAR Bu kavramalar belirli bir devir sayısının aşılması durumunda devreye girerler. Bir sonraki slaytta yer alan şekilde gösterilen santrifüj kavramada, pabuçlar bir ucundan mafsallı olarak bağlanmıştır. Merkezkaç kuvvetinin etkisi ile üzerlerinde sürtünme kaplamaları bulunan pabuçlar tamburun iç yüzeyine dayanırlar.

76

77 EMNİYET KAVRAMALARI Bu kavramaların esas görevi, sistemin hesapta göz önüne alınan momentten daha büyük bir momenti iletememesi,bu şekilde dişli çarkların ve benzeri elemanların zarar görmesinin önlenmesidir. Prensip olarak bütün sürtünmeli kavramalar bu görevi yerine getirebilirler. Buna rağmen pratikte daha basit ve ucuz olan pimli, ayarlanabilen sürtünmeli veya rijit kavramalar kullanılmaktadır.

78

79 TEK YÖNLÜ KAVRAMALAR

80 Serbest bilyalı veya makaralı olanları en çok kullanılan tipleridir. İçteki gövdenin dış yüzeyi ile dıştaki tamburun dış yüzeyi arasında gittikçe daralan bir aralık vardır. Bu aralıklara konulan makara veya bilyalar yay ile iletilen bir pim aracılığı ile daralan aralığa hafifçe bastırırlar. Döndüren milin açısal hızı(ɷ 1 ) ile döndürülen milin açısal hızı(ɷ 2 ) arasındaki ilişkiye bağlı olarak şu durumlar ortaya çıkar

81 -ɷ 1 ile ɷ 2 nin yönleri ters veya ɷ 1 ɷ 2 olmak üzere aynı olması halinde makaralar daralık içine sıkışarak kilitlenmektedir. Böylece kavrama devreye girip moment iletmeye başlar. -ɷ 1 < ɷ 2 olmak üzere ɷ 1 ve ɷ 2 nin yönlerinin aynı olması halinde makaralar aralığın gittikçe genişleyen kısmında ilerleyerek döndüren mil ile döndürülen mil arasındaki irtibatı keserler. Döndürülen mil bir süre daha dönmeye devam eder, enerji verilmediğinden hızı düşer ve ɷ 1 =ɷ 2 olunca kavrama tekrar devreye girer.

82 KAVRAMALARIN SEÇİMİ Kavramaların, Aşırı zorlanma halinde moment iletimini kesmeleri, Radyal ve eksenel mil kaçıklıklarını dengelemeleri, Titreşim ve döndürme momenti darbelerini sönümlemeleri beklenir.

83 İş makinası tarafından istenen moment yük momentidir. M 2 (M L ) Bu moment yükleme ve sürtünme sonucu ortaya çıkan tüm momentleri içerir. İlave olarak kütleleri harekete geçirmek için ivmelendirme momenti M m (M a ) gelmektedir. Kalkış sırasında kuvvet makinasının vermesi gereken moment M an =M L +M a dir. Kalkıştan sonra kuvvet makinası sadece M 2 yi karşılamak zorundadır.

84

85 İvmelendirme momenti, kütle atalet momenti: Kalkış sırasında hareketli tüm kütlelerin belirli bir süre içinde belirli bir devir sayısına ivmelendirilmeleri için ivmelendirme momenti gereklidir. M a =M M -M L =I m w/t a t a - ivmelenme zamanı I m1 : Döndüren milin eksenine indirgenmiş, döndüren sisteme ait elemanların kütlesel eylemsizlik momenti I m2 : Döndürülen milin eksenine indirgenmiş, döndürülen sisteme ait elemanların kütlesel eylemsizlik momenti

86

87 M KR M max I m2 Im2 I m1 M KR (M max M L ) I m2 Im2 I m1 M L

88

89

90 KAYNAKLAR -Yard. Doç. Dr. Melih BELEVİ MAKİNA TASARIMI II ders notları -Prof. Dr. Mustafa AKKURT MAKİNA ELEMANLARI CİLT:1-2 -İNTERNET SİTELERİ