Makine Elemanları I. Bağlama Elemanları. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Makine Elemanları I. Bağlama Elemanları. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü"

Süleyman Albayrak
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Bağlama Elemanları Makine Elemanları I Prof. Dr. İrfan KAYMAZ Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

2 İçerik Bağlama Elemanlarının Sınıflandırılması Şekil Bağlı bağlama elemanlarının hesabı Kuvvet Bağlı bağlama elemanlarının hesabı Sıkı geçme hesabı Örnekler

3 Makine elemanlarını, özelliklerini bozmadan ve fonksiyonlarını ortadan kaldırmadan birbirlerine bağlayan elemanlardır. Standartlaştırılmış olan bağlama elemanları istenilen tasarıma göre seçilir. Bağlama Elemanları başlıca üç gruba ayrılır 1) Şekil bağlı 2) Kuvvet bağlı 3) Malzeme bağlı

4 Şekil bağlı bağlantılar Elemanlar arasında kuvvet iletimi, bağlama elemanlarının şekil veya geometrisi tarafından sağlanır.

5 Kuvvet bağlı bağlantılar Parçalar arasında bağlantı, parçalar arasında oluşturulan sürtünme kuvveti yardımıyla olur ve hareket iletiminde bağlama elemanın geometrisinden yararlanılmaz

6 Malzeme bağlı bağlantılar Parçalar, bağlantı yerinde malzeme birleşimiyle bağlanır ve bağlantı, bağlanılan elemanlara zarar vermeden çözülemez

7 Mil Göbek bağlantıları Bağlantının amacı; mil ve göbeğin bağıl dönmelerini engelleyerek kuvvet/moment iletmektir

8 Kama bağlantıları Mil ve göbek arasındaki bağıl hareketi önleyen ve momenti/hareketi milden göbeğe veya göbekten mile ileten elemanlardır. Kamalar; genişliği boyunca ezilmeye ve/veya kesilmeye çalışılıyorsa ENİNE KAMALAR uzunluğu boyunca ezilmeye ve/veya kesilmeye çalışılıyorsa BOYUNA KAMALAR olarak adlandırılır

9 Enine kamalar Enine kamalar; çubuk, mil ve benzeri makine elemanlarının eksenel yönde bağlantısı için kullanılır. Enine kamaların dezavantajları Standart değildir, Bağlantının yapılabilmesi için parçaların birbirine alıştırılması gerekir, Maliyet yükselir.

10 Boyuna kamalar Moment iletimi; Şekil yoluyla Kuvvet yoluyla (elemanlar arasında sürtünme kuvveti veya basınç oluşturarak) Uygu kaması (Feder): Kamanın alt ve üst yüzü birbirine paraleldir ve dönme momenti sadece yan yüzeylerin birbirine temasıyla olur

11 Boyuna kamalar A tipi kama: uçları yuvarlatılmış kamalar (parmak freze ile açılmış kama yuvaları için) B tipi kama: uçları düz kamalar (dairesel freze ile açılmış kama yuvaları için)

12 Boyuna Kamaların Boyutlandırılması Uygu kaması; Mil çapına göre standartlardan seçilir Sadece kama uzunluğu hesapla bulunur. Uygu kaması boyutu: bxhxl olarak verilir. b ve h (t1 ve t2): mil çapına göre Çizelge den l: hesap ile bulunur ve çizelge de uygun standart uzunluğundan seçilir Efektif kama uzunluğu: A tipi kamada: L=l-b B tipi kamada: L=l

13 Boyuna kamaların boyutlandırılması Uygu kamasında döndürme momenti kamayı kesmeye ve ezmeye çalışır. Çevresel kuvvet (F t ): M F d t d / 2 Ezilme Kontrolü: kama ile mil: Kesme Kontrolü: kama ile göbek arasında meydana gelir

14 Standart kama boyutları

15 Kuvvet bağlı kamalar Paralel yüzeyli olmayan bu tür kamalarda hareket/moment iletimi, F çakma kuvveti ile mil-kama ve kama-göbek arasında oluşturulan basınç ile olur.

16 Kuvvet bağlı kamalar

17 Oyuk kama Alt yüzeyi mil çapına uygun olarak açılmış dikdörtgen prizma şeklindedir Fn normal kuvvetinden dolayı dönme yönüne ters sürtünme kuvvetleri doğar

18 Oyuk kama Sürtünme momenti; döndürme momentinin milden göbeğe veya göbekten mile iletilmesini sağlar Emniyet faktörü dikkate alındığında: Kamanın iletebileceği moment yüzeylerde oluşan basınç değerlerine bağlıdır. Oyuk kama büyük momentlerin iletilmesinde kullanılmaz Oyuk kama bağlantısında mukavemet hesabı Oluşan yüzey basıncı: P em değeri olarak; ezilmenin hangi elemanda olacağı dikkate alınarak P em_mil ; P em_göbek ; P em_kama değerlerinden biri seçilir.

19 Oyuk kama Çakma kuvveti ile oluşturulan normal kuvvet Fn sürtünme momentini doğurur. F ç ile F n arasındaki bağıntı: Kama bağlantısını sökmek için uygulanması gereken F sök kuvveti: Çalışma esnasında kamanın yerinden kendi kendine çıkmaması (OTOBLOKAJ) için gerek şart:

20 Örnek Bir kasnak mil oyuk kama vasıtasıyla tespit edilmiştir. Bağlantının n=750 d/d N=5 kw lık bir güç iletilmesi gerekmektedir. Momentin emniyetli bir şekilde iletilebilmesi için kama, gerekli kuvvetin 1.5 katı bir kuvvetle çakılmıştır. Buna göre: a) Kamanın uzunluğu ne olmalıdır? b) Kamayı çakmak için gerekli kuvvet ne kadardır? c) Kamayı sökmek için gerekli kuvvet ne kadardır? d) Otoblokaj kontrolü yapınız Mil:St50, Kama St60 ve eğimi tg =1/100, Göbek GG20, mil çapı=40 mm Bütün yüzeyler arasındaki sürtünme katsayısı =0.15

21 Sıkı geçemeler Kuvvet bağı ilkesine göre çalışan sıkı geçmelerde momenti iletmek için gereken basınç, çap farkı ile meydana getirilir. Göbek mil üzerine takıldığında oluşan sıkılık: Mil ile göbek arasında bir basınç oluşturur

22 Sıkı geçmeler Sıkı geçme bağlantıların avantajları: Bağıl kayma veya dönmeyi önlemek için ilave elemanlara ihtiyaç yoktur. İmalatları nispeten kolaydır. Kama yuvası açılmadığından dinamik yükler için uygundur. Mil ve göbek iyi bir şekilde merkezlenir.

23 Sıkı ve Pres geçmeler Göbeği Mil üzerine geçirmek için Pres Geçme veya Sıkı Geçme olmak üzere iki montaj türü vardır. Boyuna (Eksenel) Pres Geçmeler: Oda sıcaklığında, göbek çapından daha büyük bir çapa sahip mil eksenel doğrultuda uygulanan kuvvetle pres geçme elde edilir. Pres geçmede aşağıda belirtilen hususlar dikkate alınmalıdır. Presleme hızı 2 3 mm/s geçmemelidir. Montaj kolaylığı ve merkezlenmeyi kolaylaştırmak için mil ucu 5 0 lık açı ile yuvarlatılmalıdır (pah kırma). Presleme kuvvetini azaltmak için yüzeyler yağlanabilir.

24 Sıkı ve Pres geçmeler Göbeği Mil üzerine geçirmek için Pres Geçme veya Sıkı Geçme olmak üzere iki montaj türü vardır. Radyal veya Sıcak Geçmeler: Göbek ısıtılır veya mil soğutulur böylece mil ile göbek deliği arasında montaj için gereken boşluk sağlanır. Montajdan sonra, soğuma sonucunda büzülmeden dolayı mil ile göbek arasında bir basınç meydana gelir. Yüzey pürüzlükleri basınç nedeniyle plastik şekil değişimine uğradıklarında yüzeyler daha düzgündür.

25 Pres geçmeler Gerekli pres kuvveti, eksenel doğrultuda harekete karşı oluşan sürtünmeyi yenecek kadar olmalıdır: Maksimum değer göbeğin b genişliği mile takıldığı anda oluşur: Pres geçme bağlantının iletebileceği sürtünme momenti: 2 d M s b 2 P

26 Pres geçmeler F ç çakma kuvveti ile oluşan normal ve teğetsel kuvvet: Mil çakma kuvveti F ç =F t olmalıdır. Sıkı geçmenin fonksiyonunu yerine getirmesi için basıncın minimum değeri: Oturma yüzeylerinde ezilmelerin olmaması için oluşacak maksimum yüzey basıncı: Pmax P em

27 Sıkı geçmeler: Gerilme Analizi Sıkı ve pres geçmelerde Delik çapı: d g kadar büyür Mil çapı: d m kadar küçülür Sıkı geçme hesabı P basıncını doğuracak çaplar farkı veya sıkılığın belirlenmesi esasına dayanır.

28 Sıkı geçmeler: Gerilme Analizi İç ve dış basınca maruz kalın cidarlı bir borudaki gerilmeler Z doğrultusunda birim genişlik (dz=1) alınarak küçük elemanın radyal doğrultudaki kuvvet dengesi:

29 Sıkı geçmeler: Gerilme Analizi İç ve dış basınca maruz kalın cidarlı bir borudaki gerilmeler Radyal gerilme: Teğetsel gerilme: Bu en genel ifadeler, sınır şartları yazılarak göbek ve mildeki gerilme dağılımları elde edilir.

30 Sıkı geçmeler: Gerilme Analizi

31 Sıkı geçmeler: Gerilme Analizi Göbekteki gerilmeler Mildeki gerilmeler

32 Sıkı geçmeler: Gerilme Analizi Göbekteki en tehlikeli yerin iç yüzey olduğu görülmektedir. Göbek iç yüzeyinde maksimum kayma gerilmesi hipotezi dikkate alındığında maksimum kayma gerilmesi: Gerilme ifadeleri yazıldığında

33 Sıkı geçmeler: Gerilme Analizi Dış basınca maruz içi boş bir mil için en tehlikeli kesit mil iç yüzeyidir. Mil iç yüzeyinde maksimum kayma gerilmesi hipotezi dikkate alındığında maksimum kayma gerilmesi: τ mmax = σ tm max σ rmmax 2 Gerilme ifadeleri yazıldığında

34 Sıkı geçmeler: Şekil değiştirmeler Sıkı geçmede meydana gelen şekil değişimi öncesi dairesel olan mil ve göbek şekil değiştirdikten sonrada dairesel kaldığından: Milde meydana gelen teğetsel büzülme: Bu gerilmeler altında Mil çapı: d m kadar küçülür. Yukarıdaki ifadeye ilgili büyüklüler yazılırsa: Benzer yaklaşımla göbekte meydana gelen teğetsel uzama:

35 Sıkı geçmeler: Şekil değiştirmeler Nominal çap dikkate alındığında d çap farkı şekil değişimlerin mutlak değerlerin toplamıdır: d = d m + d g SIKI GEÇMELER:ŞEKİL DEĞİŞTİRMELER

36 Sıkı geçmeler: Ezilme Montaj öncesi var olan pürüzlerin yaklaşık %60 oranında ezilir. Sıkılık ezilen pürüzlerin toplamı kadar azalır. Toplam Pürüz Azalması Z = Z g + Z m = 1. 2(R tg + R tm ) Gerçek Sıkılık d = d + Z Teorik olarak hesaplanan gerçek sıkılık (P = P min ) için d Toleransla elde edilen minimum sıkılık S min arasında S min d min S max d max SIKI GEÇMELER: Yüzey Pürüzleri ve Ezilme

37 Sıkı geçmeler Smin ve Smax değerleri Not: d çap değerlerini gösteren satırda d, mm olarak belirtilen ifade

38 Sıkı geçmeler: ısıtma-soğutma Isıtmada Göbek için çaptaki genleşme: d g = d gi α tg t İlave bir montaj boşluğu B m dikkate alındığında gerekli sıcaklık farkı: t = S max + B m α tg d Burada S max maksimum sıkılık B m = d veya B 1000 m = S max 2

39 Örnek 1

40 Örnek 2 Şekildeki krank kolu enine sıkı geçme olarak konstrüksiyonu yapılmıştır. Göbek delik birimi sistemine göre H7 olarak seçilmiştir. Mil ISO ya göre 6 kaliteden seçilmesi ön görülmüştür. a) Milin toleransı ne kadar olmalıdır? b) Göbeği monte etmek için ne kadar ısıtmak gereklidir? d=100 mm F max =8 kn L=300 mm D=200 mm B=80 mm R tm = 6 m R tg =10 m =0.14 K 0 =2 Mil ve göbek malzemesi aynı oup E=210 GPa ve u=0.3 s em =265 MPa

Benzer belgeler

Makine Elemanları I Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel bilgiler ve hesaplamalar Bağlama Elemanları

Makine Elemanları I Prof. Dr. Akgün ALSARAN Temel bilgiler ve hesaplamalar Bağlama Elemanları İçerik Giriş Bağlama elemanları ve türleri Mil-göbek bağlantıları Kamalar Sıkı geçme Örnekler 2 Giriş 3 Bağlama