GÖTÜRÜCÜLER (KONVEYÖRLER) VE İLGİLİ DONATIMI

Transkript

1 A. Spivakovsky ve V. Dyachkov GÖTÜRÜCÜLER (KONVEYÖRLER) VE İLGİLİ DONATIMI Çeviren Aü Münir CERlT - Mak. Y. Müh. 2. BASKI ANKARA

2

3 BÖLÜM II GÖTÜRME MAKİNALARININ GENEL KURAMI (TEORİSİ) A. SÜREKLİ GÖTÜRME MAKİNALARININ KAPASİTESİ Sürekli götürme makinalannın taşıma kapasitesi, götürücünün her metresine gelen yükün ağırlığına (q, kg/m) ve götürme hızına (ı», m/s) bağlıdır. Götürücü kapasitesi gv (kg/s) ise saatlik kapasite: 3600 Q = qv = 3,6 qv t/sa (ton/saat) olur (1) 1000 Yükün yığma ağırlığı y (t/m 3 ), götürme sürekli bir akım biçiminde ve enine kesit F (m 2 ) ise: q = 1000 Fy kg/m olacaktır. (2) Malzemenin bir teknede (trough) ya da F o (m 2 ) kesitli bir boruda iletildiği durumda, yükleme verimi ty alınarak: F = F o } ve q = 1000 F o y$ kg/m bulunur. (3) Malzeme, herbiri i o (it) hacmindeki ayn kaplarda taşındığı, kapların dolma miktarı ' (' = 'o $) olduğu ve kaplar arasında o (çı)juzaklık bulunduğu zaman q = y =! - y^ kg/m elde edilir. (4) a a Birim yüklerin götürüldüğü durumlarda, herbirinin ağırlığı G (kg) olan tek ya da (z) sayıdaki parçadan meydana gelmiş yığınlar arasında a(m) uzaklık varsa götürme kapasitesi, sırasıyla, G 9=z- kg/m yada (5) a q= kg/m bulunur. (6) a 25

4 (<?) nün değerini (1) denkleminde yerine koyarak, malzemelerin sürekli bir akımla götürülmesi hali için, Q.= 3600 Fvy = 3600 F o vy\jj t/sa (7) elde edilir. Malzemelerin ayrı kaplarda taşınması için, 1 'o Q = 3,6 vy = 3,6 a a ve birim yüklerin götürülmesi durumu için (tek parça ağırlığı G ve z sayıdaki parça yığınının ağırlığı G z alınarak): (8) G d =3,6 ut/sayada (9) a G z Q = 3,6 v t/sa elde edilir. (10) a Ayrı yükler ya da yük yığınlarının geçişleri arasındaki zaman aralığı t ı (s) ise G 3600 G Q= x- =3,6 t/sayada (11) 1000 h H G z 3600 G z d = -x =3,6 t/sa olur. (12) 1000 h H Dökme yük taşıyan sürekli götürme makinalannın kapasitesi yalnız ağırlık birimleriyle (<3. t/sa) değil, hacım birimleriyle de belirtilir (V m 3 /sa). olduğundan, GL= Vy (t/sa) V = 3600 F v = 3600 F o v\p m 3 /sa ya da (13) (14) V = 3,6 v = 3,6 vl> m 3 /sa bulunur a a (15) Sürekli götürme makinalannın kapasitesi bazan saatte gönderilen parça sayısıyla da belirtilir. Parçalar (ya da parça yığınları) arasındaki zaman aralığı = saniye v olduğundan saatlik kapasite: u Z = parça/sa bulunur (16) (17) 26

5 Eğer z sayıda parça içeren partiler gönderiliyorsa 3600 Z = zv parça/sa bulunur (17a) G, ayn bir yükün (kg olarak) ağırlığı ise, ağırlık birimi olarak kapasite, aşağıdaki formülle belirtilir: GL= GZ t/sa (18) 1000 önceki denklemler, yükleri sürekli bir akımla götüren makinalarda kapasitenin, oluk ya da boru kesitindeki artışla, yükleme verimindeki artışla ve götürme hızındaki artışla orantılı olarak yükseldiğini göstermektedir. Yükün kaplar içinde götürüldüğü durumlarda kapasite, kap hacmındaki büyümeyle, yükleme verimindeki artışla ve götürme hızındaki artışla doğru orantılı, kaplar arasındaki uzaklıkla ters orantılı olarak yükselir. Birim yüklerin taşınmasında ise kapasite, birim ağırlıktaki artışla, götürme hızındaki artışla doğru orantılı ve ayn yük birimlerinin (ya da yıgınlannm) arasındaki uzaklıkla ters orantılı olarak yükselir. Verilen türde bir makina için istetmenin istemlerine uygun olarak götürme hızı belirlendikten sonra, yukardaki denklemler, makinanın kapasitesine ilişkin ana niteliklerin bulunmasına izin verir: (7) numaralı denklemden F Q kesiti; (8) numaralı denklemden ^-oraa nı (bu oran, a verildiği zaman i 0 in, i o verildiği zaman a nın değerinin bulunmasını sağlar); (9) ve (10) numaralı denklemlerden yük birimleri (ya da yığınlan) arasındaki a uzaklığı. Dökme-yüklerin taşındığı durumlarda, bu yolla elde edilmiş olan F o ve i o değerlerinin, götürülecek malzemenin parça boyutu ile uygunluğu irdelenmelidir. Birim yüklerde ise a ölçüsü, yükün dıştan-dışa (overall) boyutlanyla uygunluk içinde olmalıdır. Benzer şekilde, makinanın yük-taşıyıcı elemanının boyuttan da götürülen yükün dıştan-dışa boyutlanyla uyuşmalıdır. örneğin, tablalı (platformlu) bir götürücüde platformun uzunluğu ve genişliği; kayışlı ve paletli götürücülerde sırasıyla kayışın ve yuvarlanma yolunun (runvvay) genişlikleri; yüksek (overhead) götürücülerde arabanın (carrier) uzunluğu ve yüksekliği, vb. Sürekli götürme makinalannda, yukardaki denklemlere göre hesaba temel alınan 3. (saatte ton) kapasitesine, hesaplanmış kapasite ya da tasarım kapasitesi denir. Alışılmış olarak ortalama (Q or t) kapasiteye eşit ya da ondan yüksektir. Malzemenin besleme düzensizliği için bir K' katsayısını (K'> 1) dikkate alarak, Q = Qo rt K' t/sa elde ederiz. (19) B. HAREKETE KARŞI DÎRENÇ KATSAYISI Bir götürme makinası (örneğin, bir kepçeli ya da tablalı yükseltici) saatte Q ton yükü H metreye kaidınyorsa, bu yükü kaldırmak için harcanan etkin (effective) güç, 27

6 HfiIFK 1000 QH QH 3600x BG ya da (20) 1000 Qfl QH kw olacaktır 3600x (21) Götürme makinasının verimi 17 ise gerekli motor gücü :~îi- = BG = kwolur T? (22) Götürme düzenleri genellikle yükleri yatay olarak taşırlar. Bu durumda H = 0 olduğundan, N et ve N cebrik olarak sıfır olurlar. Başka deyimle, bu durumda, yük-kaldırma işlemi için harcanmış "faydalı" iş yoktur. Buradan çıkan sonuç, yukardaki denklemlerin yatay götürücülerde, gerekli motor gücünü belirtmek için kullanılamıyacağıdır. Eğer yük düşey kesitler boyunca (H = 0) hareket ediyor ve H değerinin yanmda ihmal edilebiliyorsa sürtünme direncini yenmek için gerekli güç, yükü yükseltmek için gerekenden çok fazla çıkacak ve götürme makinasının verimini belirten sayı, ihmal edilecek kadar küçülerek makinanın mekanik niteliklerini göstermekten uzak olacaktır. Bu nedenle, gerekli motor gücü genellikle (21) denklemine göre bulunmayacaktır. Bunun yerine, yükü yükseltmek için gerekli motor gücü ile yükün hareketine karşı sürtünme direncini yenmek için gerekli motor güçleri ayn ayrı hesaplanacaktır. Yükün hareketine karşı (zararlı) direnç, harekete karşı direnç katsayısı olarak adlandırılır. Yükün hareketini 'sınırlayan kuvvetlerin yükün ağırlığına oranına direnç katsayısı diyoruz. Yükün götürme makinasının birim uzunluğu başına ağırlığı q (kg/m), yüklü yörünge boyu L (m) ve sürtünme katsayısı (<*;) ise götürülen yükün ağırlığı ql ve sürtünme direnci, w sürt ~ 9 Lw ( k 6) olacaktır. (23) Sürtünme direncini yenmek için gerekli güç ise "sürt = w sürt» QJLw 75x3,6 BG ya da 270 (24) (26) toplam güç tüketimi ise N = N et + N sürt = GL (H+Lw) BG = (H+Lw)Wi olur. (26) Eğer güç motor milinden alman değil de götürücünün döndürme (ana) miline verilen güç olarak belirtiliyorsa değeri 28

7 N o = N et + N o Mt = -27Ö" ( H+Lw o) BG= ~- (H+Lw o ) olur. (27) Burada w o sürtünme katsayısı götürme makinasının bütün bölümlerinin sürtünme dirençlerini içerir. Ancak, aktarma düzenininkini (transmission gear) içermez. W ve N o değerleri arasında, 2 (28) bağıntısı vardır. Burada T? = aktarma düzeninin verimidir. N o <N olduğundan w o < w dir. (24) ve (25) numaralı denklemlerde, Q = lt/sa ve L = 1 m alarak ve bu koşullarda sürtünme direncinin yarattığı kuvveti yenmek için gerekli gücü N' sürt (özgül güç) adıyla tanımlayarak (29) yani sürtünme katsayısının özgül güçle orantılı olduğu sonucu elde edilir. Demekki, bir götürücüde, w, N'gfr t ve N s u r t küçüldükçe mekanik verim yükselir. Yukarda verilen bağıntılar, yüklerin yükseltilmesi, yatay ve düşey olarak götürülmesi gibi işlemleri yapmak üzere tasarlanmış götürücülerde İV nin hesaplanması için kullanılırlar. Bu özel durum için, direnç katsayısı kavramının, verim den daha genel bir kavram olduğu görülüyor. Yatay götürme makinalan için (H 0) (26) bağıntısı aşağıdaki şekli alır: Qw Q N = N 8Ürt = BG = kw (30) * urr Düşey düzenler (L = H) için: N=- (1 + M;)BG = (1 + w) kw olur. (31) (22) ve (31) denklemlerini karşılaştırırsak düşey götürücü durumunda 1 = 1 + w buluruz. (32) T? Bunun anlamı, direnç katsayısındaki bir azalmanın, verimi yükselteceğidir. Kuramsal (teorik) olarak rj, (0) ile (1) arasında değiştiğinden, w de kuramsal olarak 29

8 ıi st:: ( + oo) ile (0) arasında değişir, rç = 0,5 ve w = 1 değerleri için, (21) ve (31) denklemlerinden de görüleceği gibi, N et ve N s frt değerleri biribirine eşittirler. Gı+Go G1 + G0 Şekil.8- Doğrusal Kesitlerde Dirençlerin Belirlenmesi Ancak, pratik olarak, değişik türdeki donatım için direnç katsayısı oldukça önemli sınırlar içinde değişir. Götürücüler için bu değer, birin kesirlerinden (1) e kadardır. Yüksek güç tüketimli makinalarda (1) den daha yüksek bile olabilir. Eşdeğer türdeki makinalar için de (kayışlı götürücüler, kürekli götürücüler, vb.) direnç katsayısı, makina kapasitesine, götürme uzunluğuna ve geometrik biçimine, yapım ve kuruluş niteliğine, çalışma koşullarına ve (bir oranda) götürülen malzemenin yapısına bağlı olarak belli sınırlar içinde değişebilir. Bir taşıma düzeninde toplam direnç, bazı durumlarda, bu düzenin ayrı bölümlerinin dirençlerinin toplamı olarak belirlenir. Ayrı bölümler için w' direnç faktörünün götürülen yükün toplam daralı ağırlığına oranıyla tanımlamak (malzeme ağırlığı artı makinanın hareketli parçalarının ağırlığı) ve bunu taşıyıcı kılavuz kızaklar üzerindeki normal basınca bağlamak uygun bir hesap yolu olarak bulunmuştur. örnek: Bir kap (araba) G o ağırlığında olsun ve G yükünü kılavuz kızaklar (raylar) ya da raysız bir yörüngede tekerlekler üzerinde taşısın (Şekil.8). Yatay hareket için çekme kuvveti >'olur. (33) yatayla /3 açısı yapan bir eğimi çıkmak için gerekli kuvvet (yukan ya da aşağı) ise aşağıdaki gibi olur: 30 W = W f + W sürt = ± (G + G o ) sin/3 + (G + G o ) w' cos 3 = (G + G o ) (± sin/3 + w'cos&) (34)

9 Burada: Wf = Faydalı direnç kuvvetleri w sürt = Sürtünme direnci kuvvetleri w'= Harekete karşı direnç katsayısı Yukarı doğru hareketlerde artı işareti, aşağı doğru hareketlerde eksi işareti alınacaktır. Raylar üzerindeki tekerlekli bir yük için w' direnç katsayısı aşağıdaki denklemle belirtilir: IJd+2k w'=c (35) Burada: JU = Tekerlek muylusundaki kayma sürtünmesi katsayısı (bilyalı yataklarda muylu çapma indirgenmiş sürtünme katsayısı) k = Yuvarlanma sürtünmesi katsayısı, cm d = Muylu çapı, cm D = Tekerlek çapı, cm C = Tekerlek bandajı ile ray arasındaki sürtünmeden doğan direnç artış katsayısı (O l). Yük t raylar üzerinde değil de kaydırılarak gönderiliyor ve sürtünme katsayısı fişe w' = f olur. (35) denklemindeki /u ve k katsayıları, götürücü türü ile onun çalışma koşullarına bağlı olarak geniş sınırlar içinde değişirler. Değişik çalışma koşullarına ilişkin w\ n ve k değerleri, bu türlerin incelendiği bölümlerde verilmektedir. C. BÜKÜLEBİLİR (Fleksibl) ÇEKME (Cer) ELEMANLI GÖTÜRME MAKÎNALARINDA DİRENÇ VE GÜÇ 1. Ayn Kesitlerdeki Direnç Bir götürme makinesinin sonsuz çekme elemanı, genellikle, sürekli (ya da dönemsel -peryodik- kesintilerle) bir hareket yapar. Bir sonsuz çekme elemanı, en basit biçimiyle, iki doğrusal şerit ile iki dairesel birleştiriciden (link) oluşur. Doğrusal kesitlerde çekme elemanı sabit ya da hareketli masuralar (rulolar) üzerinde ya da bir kılavuz kızak boyunca kayar. Eğer yük, bir yük-taşıyıcı eleman (kayış, palet, kepçeler, tablalar, vb.) tarafından taşınıyor ise yük-taşıyıcı eleman ve çekme elemanı eşdeğer bir direnç katsayısı ile hareket ederler. Diğer bütün durumlarda, örneğin, yükün bir kılavuz kızak boyunca itildiği (kürekli götürücü) ya da yükün kendi kendini hareket ettirdiği (otomobil ve traktör gibi) durumlarda, yükün harekete karşı direnç katsayısı ile çekme elemanınki birbirinden farklı olur. 31

10 Doğrusal kesit uzunluğuna L t eğim açısına 0, L uzunluğunun yatay izdüşümüne L yat ve düşey izdüşümüne H, götürücü kesitinin her metre uzunluğuna düşen yük ağırlığına q, hareketli parçaların bu kesitin her metre uzunluğuna düşen ağırlığına q o diyelim, tik durum, yani yük taşıyıcı eleman ile çekme elemanının eşdeğer bir w' sürtünme katsayısı ile hareket ettiği durum için yüklü şerit üzerindeki direnç, denklem (34) e göre, = ±(q + q o ) L (q + q 0 ) Lu>' = (q + do) x (± H + L yat w') olur. (36) Artı işareti yukan doğru hareketler için, eksi işareti ise aşağı doğru hareketler için kullanılır. Kayma hareketinde w' = f dir (/kayma sürtünmesi katsayısıdır). Tekerlekler üzerindeki harekette ise w' (35) denkleminden hesaplanır. Çekme ve yük-taşıyıcı elemanların direnç katsayıları farklı olduğu zaman bir önceki denklem şu şekli alır: (qw' y + q o w' p ) L yat (37) Burada w' y ve w' p sırasıyla, yükün ve kesit boyunca hareket eden hareketli götürücü parçalarının (genellikle çekme elemanının) sürtünme katsayılarıdır. Götürücü yüksüz kesiti için: W b = qo L (± sın/3 + ıv'cos =q o (±H+ L yçit w') olur. (38) Burada da işaretler, yukarda açıklanan anlamda kullanılacaktır. Yatay hareket için yukardaki denklem değişik bir biçim alır. Yani 0 = 0, H = 0 ve L yat = L olur. (36), (37) ve (38) denklemleri, aşağı doğru hareketlerde doğrusal kesitlerdeki toplam direnç değerinin artı, eksi ya da sıfır olabileceğini göstermektedir. Yukarı doğru ya da yatay hareketlerde ise aynı kesitlerdeki toplam direnç daima artıdır. Çekme elemanının eğrisel kesitteki hareketi şu üç yoldan birisi biçiminde olur: (1) ekseni etrafında dönen (pivoted) bir düz kasnak, zincir dişlisi ya da tambur üzerinde eğilme (Şekil.9a); (2) durağan (stationary) ve eğrisel bir kılavuz kızak (genellikle bir ray) üzerinde kayma (Şekil.9b); (3) eğrisel ve sabit bir çerçeveye bağlanmış bir dizi masura üzerinde yuvarlanma (Şekil.9d). Çekme elemanı kasnak, zincir dişlisi ya da tambur yüzeyine sarıldığı zaman, eleman şeridinin tambura giriş tarafı gergin, tamburu terkeden tarafı gevşektir. Toplam W e ğ direnci, çekme elemanının tambura sarılırken eğilmesi ve tamburu terkederken doğrulması nedeniyle malzeme katılığından (stiffness) doğan direnç ile tambur 32

11 (zincir dişlisi, kasnak) göbeğindeki (hub) ya da tamburu taşıyan mil muylulanndaki sürtünme dirençlerinden oluşur. Zincirli aktarmalarda, bu toplam değere zincir dişlisi diş- İllerindeki sürtünme direnci eklenir. Şekil.9- Eğrisel Kesitlerde Dirençlerin Belirlenmesi Bu dirençler, genellikle, çekme elemanının gergin tarafındaki çekme kuvveti ile orantılıdırlar. Bu nedenle elemanın gevşek tarafındaki çekme kuvveti: Sgev = +W eg = S ' ger + ks = (1+k) S = KS ' olur. (39) g e r g e r ger Burada K > 1 dir. Pratikte kasnak, zincir dişlisi ya da tambur üzerindeki direncin W e ğ değeri, S ger in yüzde 3 U ile 10 u arasında değişir. Genellikle yüzde 5-7 uygun bir değerdir. Yani: S' gev *> (1,0b-1,01) S ger (40) Eğer gerdirme düzeni olarak görev yapan kasnak (zincir dişlisi ya da tambur) ayrıca götürücüyü de çeviriyorsa üzerindeki direnç, gergin şerit ve gevşek şerit parçalan üzerindeki S ger ve S gev çekme kuvvetlerinin toplamının yüzde 3 ü ile 5 i arasındadır: "/»pıı çev = «*' (Sg er + S gev ) = (0,03 ile 0,05) (S ger + S gev ) (41) Çekme elemanının, a radyanlık bir değme yayı boyunca bir kılavuz kızağa sarıldığı durumda (Şekil.9b), çekme elemanı ile kasnak arasındaki sürtünme katsayısı / alınarak (çekme elemanının katılığı ihmal edildiğinden oldukça küçük bir dirençtir), gevsek ve gergin şeritlerdeki çekme kuvvetleri arasındaki bağıntıyı gösteren (Euler'e göre) şu genel formül elde edilir: S g ev=s ger eft* (42) Burada (e) Neperien logaritma tabanı olup değeri 2,7183 dür. Çekme elemanının hareketli masuralar (Şekil.9c) ya da durağan masuralar dizisi üzerinde yuvarlandığı durumlarda (Şekil.9d), sürtünme katsayısı w' alınarak, 33

12 S ger * wa yazılır. (43) Eğrisel kesitlerdeki direnç kuvveti de sırasıyla: W e ğ = S' gev -S ger = S' ger (efl* - 1) ve w - ı> <? c toiv'o. 11 "eğ ~ gev ger ~ ü ger \ e *-' 2. Etkin Çekme Kuvvetinin ve Motor Gücünün Belirlenmesi (44) (45) Bir götürme makinasında toplam direnç, "profilin incelenmesi" (outline) ya da "noktasal inceleme" (by points) dediğimiz yöntemle hesaplanır. Çekme elemanının profili, birbirini izleyen ayrı doğrusal ve eğrisel bölümlere ayrılır. Bu kesitleri birleştiren noktalar numaralanır. Çekme elemanının gergin ve gevşek şeritlerindeki çekme kuvveti, bu profilin nokta be nokta izlenmesi yoluyla belirlenir. Toplam çekme kuvveti ise bu ayrı ayrı bölümlerdeki çekme kuvvetlerini toplayarak bulunur. Hesaba, genellikle, çekme elemanının döndürme (tahrik) kasnağından (zincir dişlisi ya da tambur) ayrıldığı noktadan ya da -bu iki nokta çakışmıyorsa- elemanın en gevşek olduğu noktadan başlanır. Gerdirme düzeni tarafından çekme elemanına aktarılan başlangıç çekme kuvveti makinanın türüne bağlı olup izleyen bölümlerde verilen istemlere göre seçilir. Diğer noktalardaki çekme kuvveti aşağıda gösterilen genel kurala göre hesaplanır. Çekme elemanının hareketi boyunca peşpeşe gelen her noktadaki çekme kuvveti, bir önceki noktadaki çekme kuvveti artı bu iki nokta arasındaki kesite gelen dirence eşittir. Yani: Burada, S,- = SI-!+ W( i^1) den (i) ye (46) Sı ı ve S,- = i l ve i kesitlerindeki çekme kuvvetleri Vfn n den (i) ye = Bu iki nokta arasındaki direnç Hesabın, çekme elemanının profilini izleyerek ve hareketin yönüne zıt yönde yapıldığı durumlarda, birbirini izleyen her noktadaki çekme kuvveti bir öncekindeki çekme kuvveti ile bu iki nokta arasındaki dilime gelen direnç kuvvetinin farkına eşittir. Profilin bölündüğü doğrusal ve eğrisel bölüm sayısı n, gevşek taraftaki çekme S gev ve gergin taraftaki çekme S ger ise etkin çekme kuvveti, w o =s ger- s gev 6[ur > (47) Ya da, döndürme muindeki direnç de hesaba katılarak, 34 < w d = W n den 1 e)

13 w o = s ger s gev + w n d e n * e e t d e edilir - Götürme makinası için gerekli motor gücü, W o v W o v N = BG= kwolur. (49) 75 n g 102 r) g Burada, W o = Etkin çekme, kg v = Çekme elemanının hızı, m/s TJ = W o in (47) denklemiyle hesaplandığı durumda, çekme elemanının katılığından (rijiditesinden) meydana gelen (döndürme miline indirgenmiş) kayıpları da içeren aktarma düzeni verimi. W o (48) denklemine göre hesaplandığında?? bu kayıpları içermez. D. ZİNCİRLİ GÖTÜRÜCÜLERDE DİNAMİK OLAYLAR 1. Zincirin Hızı ve İvmesi Bir götürücünün çekme elemanının boyutları, maruz bulunduğu en yüksek çekmeye göre hesaplanır. Profil yöntemiyle belirlenen en yüksek çekme, genellikle çekme elemanının döndürme (tahrik) dişlisine sarıldığı noktada elde edilir. Her çeşit zincirli götürücüde, dönme hareketinin -zincir dişlisi aracılığıyla- zincire iletilmesi sırasında ortaya çıkan dinamik kuvvetler, yukarda açıklanan biçimde belirlenen statik kuvvetlere eklenmelidir. Zincirin (ya da zincirlerin) hareketindeki düzensizlikler, dinamik gerilmelerden ileri gelir. Genel olarak, zincirli döndürmenin zincir dişlileri, sabit bir açısal hız oranına sahip değildirler ve dolayısıyla, zincirin doğrusal (lineer) hızı da düzensizdir. Bunun nedeni zincirin dişli çevresine ya da alın yüzeyli kasnağa bir bölüm dairesi (pitch circle) biçiminde değil, fakat bölüm poligonu (pitch polygon) biçiminde sanlmasıdır. Bu olaya "halat etkisi" (chordal action) denir. Zincirin vurma (pulsation) hareketi sırasında meydana gelen düzensizliğin devri (peryodu), zincir dişlisinin (ya da alın kasnağının) bir diş dönmesine karşılık olan anvı çizmesi için gerekli zamana eşittir. En yüksek dinamik gerilme, zincir dişlisi dişinin bir sonraki zincir baklası ile kavrama durumuna gelişi (alm yüzeyli bir kasnakta kasnak köşesinin) sırasında ortaya çıkar. En basit biçimde, dinamik gerilmenin nasıl doğduğunu görelim. Şekil. 10 Bir zincir dişlisi ya da alın yüzeyli bir kasnak çevresinde yürüyen bir zinciri şematik olarak göstermektedir. Resimde gösterilen durumda çekme kuvveti, 1' zincir baklası ile kavrama durumunda bulunan 1 dişli aracılığıyla iletilmektedir. Zincir dişlisi döndükçe, 2 dişlisi 2' baklası ile, 3 dişlisi de 3' baklası ile kavrama durumuna gelecektir. Zincir dişlisinin sabit bir to açısal hızında, dişin çevresel hızı sabit kalır. Yani v o RCJ. Zincir hızı ise (hareket yaklaşık olarak öteleme hareketidir). 35

14 1.1 i vb=v Şekil.lO- Zincir Dişlisi Çevresinde Dönen Zincir v' = v o Cos <p ~ R co Cos ip olur. (50) Burada <p,01 = R ışını ile Oy ekseninin meydana getirdiği değişgen açıdır. Demekki, zincir dişlisinin, zincirin 1 adımına (t 1 ) karşılık olan a o açısı kadar dönmesi için gerekli t o peryodu boyunca v' olan hızı, bir kosinüs eğrisinin bir bölümünü temsil eder(şekiul). Zincir hızı, olan en yüksek değerine </> = 0 iken ulaşır. (51) o o ve ip 2 2 değerlerine karşılık olan en düşük zincir hızı ise, v 'min ~ Cos (52) Şekil.lO da, a o açısını çizen zincir dişlisinin başlıca üç konumu gösterilmiştir. 1 baklasının kavrama anı (ip = ), orta durumu (ip = 0), ve çözülme anı (ip -^- ). 2 2 Zincirin ivmesi, hızın zamana göre birinci türevi ya da j o = R CJ 2 değerindeki merkezcil ivmenin zincirin hareketi doğrultusunda alınmış izdüşümü (teğetsel ivme sıfırdır) olarak 36

15 Şekil.l 1- Zincirin Hu ve İvme Diyagramı ; = j o Sin <p = Ru Sin ip bulunur. (53) Zincirin ivme diyagramı Şekii.ll de gösterilmiştir. İvme, ip = O (v' = v' maks ) değerinde sıfır olur ve ip = 2 ile <p = değerleri için en yüksek (mutlak) değerine vanr. 2 (54) 2. Zincirdeki Dinamik Yükler Şekil. 11 deki diyagramdan görüldüğü üzere, t o başlangıç periyodunun (devrinin) sonunda ve bunu izleyen periyodun başlangıcmda -zincir dişlisinin dişi izliyen baklayla kavrama durumuna geldiğinde- ivme, ani olarak - j' m a k 8 dan + j' m a k s a sıçrar. Yani 2j' makg kadar artar. Götürücünün hareket eden parçalan ile yükün indirgenmiş kütlesi m ile gösterilirse, bu andaki dinamik etki (gerilme) 2mj' maka olur. Kuvvet ani olarak etkidiği için iki katlı bir çekme gibi kabul edilebilir. Bu nedenle, teorik dinamik etki, JA =^x2m J'maks olarak alınır. J'A ~ "V'maks atalet kuvveti t o periyodunun son anında etkidiğinden, zincir hareketinin yönünde ve eksi değerdedir. Bu nedenle, ani dinamik etkiye eklenmesi gerekir. Sonuç olarak, S tt zincirin (ya da zincirlerin) gergin tarafındaki (profil yöntemiyle belirlenmiş) statik çekme kuvveti ve S din teorik dinamik çekme kuvveti iseler, toplam teorik çekme etkisi, Steor. = S st + S din = S = S st + 2x2mj' maks - mj' mak8 = S^+3»u'mafe, olur. (55) Burada, 2ırn I I 60 ö t' 60v ; Sin = ; «2 22i z t' ve 37

16 I KIP v = Ortalama zincir hızı, m/sn n = Zincir dişlisi hızı, d/dak z = Zincir dişlisi diş sayısı t' = Çekme zincirinin adımı (54) numaralı eşitlikten, elde edilir. j'mak$ = 2 z 1' z(zt') (= (56) Buradan çıkarılan sonuç şudur: Zincir dişlisinin diş sayısı ile zincir adımı birbirine eşit olduğu zaman en yüksek ivme ve dolayısıyla en yüksek >namik etki (yukarda beslirlendiği üzere) zincir hızının karesiyle doğru orantılı; zincir hızı ve zincir dişlisi çapı (çevre=zf) birbirine eşit olduğu zaman ise diş sayısıyla ters ve çekme zincirinin adımıyla doğru orantılıdır. Uzunluğu L metre olan ve iki doğrusal (yüklü ve dönüş şeritleri) şerit içeren bir götürücüde hareket halindeki kütle m = (q + 2q n ) L : g dir. Burada e(m/s 2 ) yer çekimi ivmesidir. Ancak, bu kinetik kanun, çekme elemanının elastikliği nedeniyle ivmenin bu elemana aniden değil de bir elastik dalganın yayılma hızıyla iletilmesinden dolayı, kütlenin tümünün hareket halinde olmadığını gösterir. Bundan da çekme elemanının serbest sarkması (senim) nedeniyle kinematik kanun bozulur ve bu durum ağırlıklı ya da yaylı bir gerdirme düzeni kurulmasını zorunlu kılar. öyleyse götürücünün tümü değil, fakat C hesaba konmuştur. Yani: 1 katsayısı ile çarpılarak küçültülmüş kütlesi S teor. s st + 3 Jmaks (q + Cq o ) L (57) (C) katsayısı için uygun değerler aşağıda verilmiştir. L < 25m götürücüler için L = 25 ^-60 m " L > 60m C=2,0 C= 1,5 C= 1,0 3. Dengeleme Çarkları Götürücü çekme zincirlerindeki dinamik etkiler, onlara gelen yükleri arttırdıklarından, yalnız dayanıklı ve ağır zincirlerin kullanımını gerektirmekle kalmazlar. Aynı zamanda, malzeme yorulması nedeniyle bunların çalışma ömrünü de kısaltırlar. (56) denkleminden de görüleceği gibi, zincir adımı ile hızı arttıkça ve zincir dişlisi diş sayısı (alın kasnağı yüzey sayısı) azaldıkça dinamik gerilmelerin etkisi artmaktadır. Bu nedenle yukarda sayılan durumlar ortaya çıktığında özel dengeleme çarkları kullanmak uygun olacaktır. Bu düzenler zincir hareketindeki düzgiinsüzlükleri önemli ölçüde azaltır. 38

17 Birkaç istisnası ile, kullanılan bütün dengeleme çarklan, döndüren zincir dişlisinin o> Cos ip çarpımını sabit kılacak düzgün olmayan bir GJ açısal hızı ile âönmesi ilkesine göre yapılmışlardır. Bu [denklem (50) ye bakınız], v' zincir hızını sabit yapar. Bu ilkeyi uygulayan iki döndürme biçimi Şekil.12 ve 13 de gösterilmiştir. Götürücü zincir dişlisi Şekil. 12- Ondüleli Dişli Çark Biçiminde Dengeleme Çarkı Birinci uygulama biçiminde (Şekil. 12) döndürme mili üzerine zincir dişlisinin diş sayışma (kasnak yüzey sayısı) eşit sayıda girinti (dalga) içeren bir dişli çark takılmıştır. Zincir dişlisi (kasnak) eksenden kaçık olarak miline yataklanmış bir pinyon dişli tarafından döndürülmektedir. Dişli çiftinin toplam değiştirme (tahvil) oranı, zincir dişlisinin diş sayışma (kasnak yüzey sayısına) eşittir. Pinyon bir tam dönüş yaptığı zaman, döndürülen çark (a o ) kadar döner ki bu da çekme zincirinin bir adımına karşılıktır. Bu düzenlemede, bir dişli çiftinin aktarma oranı sabit kalmaz. Bu nedenle, pinyon düzgün bir dönme hareketi yaparken döndürülen çark düzgünsüz olarak döner. Düzgünsüzlüğün periyodu, pinyonun bir tam dönüşüne karşılık olacak şekilde seçilir. Şekil. 13- Kısa-Baklalı Zincirli Aktarmada Dengeleme Çarkı ötürücü zincir dişlisi 39

18 Şekil.12 de gösterilen durumda (Şekil.10 ile karşılaştırınız) Cos ip = Cos ve aktarma oranı (birlikte) minimumdadırlar ve döndürülen çarkın co açısal hızı maksimumuna vanr. a o Pinyon yarım dönüş yaptığı zaman, döndürülen çark açısı kadar döner. Bu anda, Cos ip = Cos 0 = 1 = maks. ve döndürülen çarkın açısal hızı minimumdur. Böylece, belli bir (a) kaçıklığında (eksantrisite), pinyon ve döndürülen dişlinin karşılıklı bütün konumlan için o> Cos ip ** sabit bağıntısı korunabilir. Kısa-baklah zincirli aktarma düzenlerinde (Şekil.13), döndüren zincirin (1) birçok baklası döndürülen zincir dişlisini kavrar. Zincir dişlisinin döndürdüğü 2 götürücü zinciri ile bu hareket aktarmasında döndürülen durumdaki 1 zincir dişlisinin yüzeyleri birbirine paraleldir. Döndüren zincir dişlisinin hareketi düzgün (üniform) olduğu zaman zincir hızı pratik olarak sabittir. Bu tasarımda döndüren mil, döndüren zincirin hareketine benzer biçimde döner (şekle bakınız), yani bu milin hızı sabittir. Yukarıda gösterilen iki tür dengeleme çarkından farklı düzenler de kullanılabilir. 40