Verimin yüksek olması ve yer tasarrufu maksadıyla sonsuz vida mekanizmalarının ard arda monte edilmesi avantajlıdır.

Transkript

1 58 SONSUZ VİDA MEKANİZMALARI Spiral alın dişli ekanizalarının dezavantajları, diş yan yüzeyleri arasında nokta teasının olası, buna bağlı olarak sadece düşük güç ve çevri oranlarında kullanılalarıdır. Bu dezavantajlar spiral dişlilerin özel bir hali olan sonsuz vida ekanizaları ile yok ediliştir. Bir çark ve bir vidadan eydana gelen sonsuz vida ekanizalarında vida z...4 ağızlı olarak ial edilir. Çark ise yuvarlana etodu ile ial edilir. Eksenler arasında genel olarak 90 'lik bir açı bulunur. Tahvil oranları tek kadeede, redüktör olarak i>00, hızlandırıcı olarak ise i civarında olur. 5 Veriin yüksek olası ve yer tasarrufu aksadıyla sonsuz vida ekanizalarının ard arda onte edilesi avantajlıdır. Sonsuz vida ekanizaları genelde az yer kaplaaları, yüksek güç tahvil oranlarında ve darbeli işlete şartlarında uygun olaları ve sessiz çalışalarıyla tanınırlar. Verileri % 96 'ya kadar yükselebilen yüksek perforans redüktörleri hassas ialat, uygun alzee çifti (sertleştiriliş ve taşlanış çelik vida, fosfor veya Al-bronzu çark), rijit yataklaa, hassas ontaj, uygun yağlaa ve soğuta ile sağlanabilir. Şekil 3`de farklı geoetrik şekillerde vida ve çarkların (silindirik veya globoidal) eş çalışaları gösteriliştir. Şekil 3Sonsuz Vida Tipleri a) Silindirik b) Globoid sonsuz vida ve helisel alın çarkı c) ve d) Globoid En çok silindirik vida kullanılır. Bu iali kolay olan silindirik vida ve globoid çarktan eydana gelir. Bu kobinasyon sadece çarkın eksenel doğrultuda hassas olarak konuunun ayarlanasını gerektirir. Vidanın eksenel doğrultudaki yerinin çalışaya etkisi azdır.

2 59 TEMEL BOYUTLAR Silindirik sonsuz vida ekanizalarında boyutlar ve silindirik vida ekanizalarında hatalar DIN 3975 'de veriliştir. (DIN 780 'e göre R0 serisinde standartlaştırılış) Nor odül vida için eksenel kesitte ve çark için ortalaa alın kesitte standartlaştırılıştır. (Şekil 3) Şekil 3 Silindirik Sonsuz Vida Mekanizası a)vidanın Eksenel Kesidi b)vidanın Yan kesidi c) Üstten Görünüş d) Noral Kesit e)hızlar

3 60 Eksenel Taksiat : t a π () Eksenel kesitte vida üzerinde hatvenin H z t a () olduğu farkedilir. Sağ helisli bir vida saat ibreleri yönünde döndürülürse ilerleek isteyecektir. Onun eksenel yönde hareketine ani olacak şekilde yataklarsak eş çalışan çarkın döndüğünü üşahade ederiz. Vidanın geoetrik boyutları d ortalaa çap üzerinde hesaplanır. Ortalaa çapta helis açısı γ tan γ H πd (3) veya () ve () ifadesinden γ 90 β β tan γ Z π Z πd d / (4) Z d / for sayısı olarak ifade edilir ve vidanın şekillendirilesinde karakteristik bir değerdir. Küçük for sayıları yüksek γ -değerleri, ince ve eğilebilir vida deektir. Büyük for sayılarında ise γ daha düşük ve vida daha ukavidir. Kullanılan for sayıları arasındadır. Son değerler, otoblokaj istendiğinde (bilhassa kaldıra akinalarında) kullanılır. DIN 3976 'da takıların azaltılası gayesiyle ortalaa çapı (d) R40 serisindeki nor odüllerin kullanılası isteniştir. Çevresel hız v Burada r r ω ve v r ω olarak hesaplanır. Z çarkın taksiat yarıçapıdır.

4 6 Şekil3 e`deki hız üçgeninden : v v tan γ (5) Kaya hızı v g v cos γ Çevri oranı n ω Z i n ω Z Çark diş sayısı Z 30 olalıdır. Eksenler arası esafe (7,5...,06) (7) d a r r Z + + ( ) (8) Eksen esafesinin nor bir sayı olası arzu edilirse sonsuz vida çarkına profil kaydıra yapılır.şekil 33'de x r r kadar profil kaydırası yapılıştır. Burada r ortalaa çaptır. (6) Şekil 33 Profil Kaydırası ile Eksen Mesafesi Profil kaydıra yapıldığında eksenler arası esafe: a r + r + x. (9) DIN 3976 'da eksenler arası esafe ve tahvil oranlarının R0 serisine göre tespit edilesi hakkında tavsiyelerde bulunuluştur. Vida uzunluğu b yaklaşık 4t... 5t arasında alınabilir. DIN 3975 'de asgari b d d olarak veriliştir. a t a

5 6 Çark genişliği b DIN 3975 'e göre b 0,8 d olalıdır. Asgari değer olarak b d d alınabilir. Çarkın dış çapı kostrüksiyona bağlı olarak değişir. Tavsiye t değeri olarak da dt + alınabilir. Geriye kalan bütün boyutlar dişli çarklardaki gibidir. ht (dişbaşı yüksekliği) hd + sk (dişdibi yüksekliği) ; s 0, k ψ w 0 (ialat kavraa açısı) Tablo 'da i0,0,40 ve 80 için değerler veriliştir. a [ ] i 0,5 3, ,3 8 0,5 6 0 i 0 d,4 6,5 33, i 40 d /,0 0,60 0,64 0,00 0,00 0,00 0,00 9,50 8,96 8,75 8,50 z Χ +0,4 +0,4 +0,08 0,0 0,0 +0,4 0,0 +0,5 +0, +0,5 +0,5 i 0 γ [ ] 9,65 0,67 0,6,80,80,80,80,83 4,06 4,57 5,0 Z 4 i 0 γ [ ] 0,3 0,69 0,65,3,3,3,3,89,58,88 3,4 Z i γ [ ] 5,0 5,39 5,37 5,7 5,7 5,7 5,7 6,0 6,37 6,5 6,7 Z,5,6 05 3, ,3 8 0 i 80 d 7,4 8 35,5 4, d / 7,00 7,9 7,50 7,75 7,00 6,83 6,75 7,00 7,78 7,50 7,00 Z Χ 0,0 +0,44 +0,5 +0, 5 0,0 +0,38 +0, 5 0,0 +0, +0,5 0,0 Z γ [ ] 3,37 3,9 3,7 3, 3,37 3,40 3,4 3,37 3, 3,7 3,37

6 63 KUVVETLER VE VERİM Sonsuz vida ekanizaları prensipte δ 90 olan spiral dişli çark ekanizaları ile aynıdır. Şekil 34 de vidanın döndürüldüğü duru için çarka gelen kuvvetler dolu, vidaya gelenler ise kesikli gösteriliştir. Vidadaki A eksenel kuvveti çarktaki çevresel kuvvet t ' ye, aynı şekilde çarktaki eksenel kuvvet A, vidadaki çevresel kuvvete t e eşittir. Şekil 34 Sonsuz Vida Mekanizasında Kuvvetler a) Döndüren Sonsuz Vida b) Döndürülen Sonsuz Vida Kuvvet üçgenlerinden : R veya R t t tan ψ n sin( γ + ρ) tan ψ n cos ρ cos ρ cos( γ + ρ) (0) t R cos( γ + ρ) ve t t tan( γ + ρ ) ()

7 64 Burada, vidadan tahrik edildiğinde ve otor gücü ve devir sayısı verildiğinde t Md ve M r P d ω Çarktan tahrik ve çarktaki güç ve devir sayısı verildiğinde t Md ve M r d P ω P gerekli güç, P faydanılan güç ise P P η ve ω ω i M ηim d d olacaktır. Veri η () ve (5) ifadelerinden Vidanın döndüren elean olası halinde veri: η tv tan γ v tan( γ + ρ) t () Bu ifade hareket vidaları ve spiral çarklardaki ifadelere aynen uyaktadır. Çarkın tahrik etesi duruunda, yani hızlandırıcı şekilde çalıştırılası duruunda sürtüne kuvveti W ters yönlüdür ve şekil 34b deki duru ortaya çıkar. ( γ > ρ) Burada çarka gelen kuvvetler kesikli olarak gösteriliştir. Kuvvetler için (0) ve () ifadeleri geçerlidir. Sadece ( γ + ρ ) yerine ( γ ρ ) yazılır. Veriin tespitinde v t faydalanılan güç ve v t ise gerekli güç olarak yazılır ve aşağıdaki ifade elde edilir. η tv tan( γ ρ), η 0 ise (3) v tan γ t Buradan otoblokaj şartı γ ρ elde edilir. (3) ifadesi hareket vidaları için olan ifadeye uyaktadır. Uygun alzee çifti seçii, en iyi ialat ve yağlaa şartlarında ve azalan kaya hızı ile düşük ρ değerlerine erişebilir. Böylelikle yüksek veri (η) değerleri hasıl olur.

8 65 Vida Çark Yağlaa ρ Veri (γ 'ye bağlı ) St Islah Bronz Yağlaa ρ 4 0,55 0,7 0,8 0,86 (μ 0,07) St Bronz İyi yağlaa ρ 3 0,6 0,76 0,86 0,89 sertleştiriliş ve taşlanış (μ 0,05) St sert.,taşl. Bronz Çok iyi ρ 0,83 0,9 0,95 0,96 ve yağlaa parlatılış (μ 0,0) BOYUTLANDIRMA İÇİN TAVSİYELER Sonsuz vida ekanizalarının ukaveetinde aşağıdaki hususlar gözönüne alınır.. Yüzey ukaveeti (Pitting tehlikesi). Kaya ve ısına (Yene tehlikesi) 3. Çarkta diş dibi ukaveeti (Diş dibi kırılası) 4.Vida ilinin eğilesi (izin verilenin üzerinde deforasyon). ve. hususlarda alzee çifti, teas çizgisinin duruu, kaya hızı, yağlaa ve soğuta duruu öneli rol oynar. 3. hususda ise çark alzeesi ve konstrüktif yapısı, 4. 'de ise for sayısı d / en öneli rolü oynar. Literatürdeki ifadeler deneylerle bulunuş değerler üzerine kuruluştur ve farklı etki faktörlerini gözönüne alır. Pratik kolaylığı sebebiyle diyagra ve tablolar kullanılır. Vida devir sayısı n, tahvil oranı i ve eksen esafesine a bağlı olarak sınır güçlerinin verildiği tablolar kullanılır. Bu tabloların geçerli oldukları haller en öneli faktörlere göre ( isal: pervaneli - pervanesiz, kesintili veya sürekli çalışa, vidanın üstte bulunası vs.) belirtilir. ira katalogları bu şekilde verdikleri tablolarda tiplerini sınır güç ve oent ifadeleri ile belirtirler. Tecrübi ve teorik değerlerin ukayesesi olarak incelenesi J. ZEMAN tarafından yapılıştır.

9 66 Pervanesiz noral bir sonsuz vida ekanizasının çarkın dişdibi ukaveeti teel alınarak tespit edilen basitleştiriliş hesap ifadesinde yüzey ukaveeti ve yene duruu v g kaya hızına bağlı bir katsayı vasıtasıyla gözönüne alınır. C b t. (4) t a Sertleştiriliş ve taşlanış çelik vida ve bronz çark çiftinde ve iyi bir yağlaa ile aşağıdaki C e -değerleri kullanılabilir. Kaya Hızı ν g ( s) [ kg / ] C e t / ,80 0,80 0,70 0,60 0,5 0,48 0,40 0,35 0,4 0, Md, d Zb 08, d ve t a d / π kullanılarak odül, 0,8Md (4a) 3 d C Z e d / olası için 0 Md 043, 3. CeZ (4b) Çarktaki döne oenti M d 'den hesap yapılalı yani tahrik gücü, veri ve kaya hızı gözönüne alınarak kullanılalı ve değerler daha sonra kontrol edilelidir. YATAK KUVVETLERİ VE VİDA MİLİNİN ZORLANMASI Vidaya ve çarka gelen R, ve t t kuvvetleri vida yataklar arası esafe hesaplandıktan ön şekillendire ve çizi yapıldıktan sonra ( l ve çark yataklar arası esafesi l uzunlukları bulunduktan sonra) denge duruundan yatak kuvvetleri bulunur. l ve l için tavsiye değerleri : l çok uzun olaalıdır. (Vida eğilesine karşı) l 4, a... 5, a l çok kısa olaalıdır. (t, r oenti sebebiyle) l 09, a..., a

10 67 Şekil35'de sağ helisli bir vida için verilen döne yönünde hasıl olan kuvvetler gösteriliştir. Yatakların eşit aralıkla bulunası duruunda : Vida ili için : H x ; r t H y R + l H H H + H r top x y t G x ; r t G y R l t G G G + G r top x y nin tek bir yatak tarafından taşındığı düşünülelidir. a t Çark için : J z ; r t J + l y R t ; J J J + J r top z y K z ; r t K l y R t ; K K K + K r top z y in eksenel kuvveti tek bir yatak tarafından taşındığı düşünülelidir. a t Döne yönünün değişesiyle t ve t 'nin yönleri değişirken R kuvveti aynı yönde kalır. Şekil 35 Sonsuz Vida ekanizasında yatak Kuvvetleri

11 68 Vida ili ukaveet ve for rijitliği bakıından kontrol edilelidir. Kritik gerile ilin ortasında hasıl olur.. Eğile gerilesi σ e M e top / W e ð ð ð M M + M eðtop eðx eðy 3 ; We πdd ð / 3 ve burada y-z eksenindeki eğile oent diyagraından M H l l r eð x x R + t 4 x-z eksenindeki eğile oent diyagraından M H l l eð y x t 4. Çeke veya basa gerilesi σ zd t A πd d / 4 3.Burula gerilesi τm / d 3 Md tr ve Wb πdd / 6 Bileşke gerile W b ( ) / ( σ + σ ) + 3( α τ) ( σ + σ ) + τ σ eþ e ð z ( d ) o e ð z ( d ) Milin ortasındaki sehi f f + f x y A f x l 3 t 48El b ve f y l 3 R 48El b yani f + l 3 t R 48El b I π b d 4 / 64 Eniyetli sehi için f e d / 000 tavsiye edilir.

12 69 KONSTRÜKTİ İNCELİKLER Vida ve ili daia birlikte ve aynı alzeeden (seentasyon veya ıslah çeliği) ial edilir. Çark ise genelde dişlilerin bulunduğu Bronz bir çeber ve daha ucuz bir alzee olan çelik veya D.D. 'den göbek olak üzere ial edilir. Bağlantı, pres geçe ve setuskur veya erkezlee faturasının bulunduğu flanşa geçe civata veya piler ve civata vasıtasıyla gerçekleştirilir.(şekil 36) Şekil 36 Çark-Göbek Bağlantıları Dişli kutusunun şekli, vidanın (yukarıda, aşağıda veya düşeyde) ve çarkın (döne ekseni düşey veya yatay) konuu ve yataklaanın türüne göre belirlenir. Mükün olduğu kadar az parça kullanılır. Misal olarak gövde tek parça ial edilir ve iller radyal ve eksenel kuvvetleri alacak şekilde yataklanır. Çarkın gövdeye kolaylıkla ontajını gerçekleştirek aksadıyla, gövde çark ekseninde vida ekseni doğrultusunda iki parçalı olarak da yapılabilir. Bilhassa küçük boyutlu sonsuz vida ekanizalarında gövde deliği çarkın geçebileceği şekilde ial edilir ve kapak vasıtasıyla kapatılır. Çarkın eksenel konuu bir ayar sounu veya kapaklardan ayar edilebileli ve ontaj sırasında taşıyıcı alanın uygun ayarlanası gerekir. Dişli kutusunda soğutucu kanatlar ve vida iline pervane takılası duruunda hava kanalları bulunalıdır. (Şekil 37)

13 70 Şekil 37 Sonsuz Vida Redüktörü REERANSLAR Tragfaehigkeitsrechnung von Stirnraeder, DIN 3990 Teil I-II-III-V, Beuth Verlag GbH, 987 Konstruktionseleente des Maschinenbaues, Tochterann, W., Bodenstein,., Springer Verlag, 969 Anwendungen der Antriebstechnik Band III., O. Dittrich, R. Schuann, Krausskopf Verlag, 974. Maschinen Eleente, Antriebseleente, S. ronius, VEB Verlag, Berlin, 97. Udruck zur Vorlesung Mascineneleente, H.W. Müller, Technische Hochschule Darstadt, 974. Machine Design, A.Deutschan, W.J., Michels, C.E., Wilson, Macillan Publishing Co.,975

14 7 Mechanical Engineering Design, J.E., Shigley, McGraw-Hill Book Copany,986. undaentals of Machine Coponent Design, R.C., Juvinall, K.M., Marshek, John Wiley & Sons, 99. Maschineneleente Band II-III, G., Nieann, H., Winter, Springer Verlag, 989.