Alternatif Hareketli Kesme Düzeninin Hareket Kinematiği

Transkript

1 ...3. Alternatif Hareketli Kese Düzeninin Hareket Kineatiği Paraklı ve yaprak bıçaklı biçe düzeninde, bıçağın iki parak arasında gidip gele hareketi bir eksantrik düzen ile sağlanır. Bu düzen, herhangi bir dış kaynaktan alınan döne hareketini gidip-gele hareketine çevirir (Şekil.11). Şekil.11. Paraklı ve yaprak bıçaklı biçe düzeninde strok Eksantriğin bir dönüşünde bıçak gidip gele hareketi yaparak S=4r kadar yol alır. Bu tip biçe düzenlerinde bilindiği gibi bıçaklara hareket bir eksantrikle verilir. Eksantrik düzeninden, biçe düzenine hareketin iletilesinde bıçağın strok boyu ile ölçüleri arasında bazı ilişkiler vardır. Kobine kese yapan bu akinelerdeki krank erkezi kese düzleinden belirli bir yükseklikte (h) bulunak zorundadır (Şekil.1). Diğer bir deyişle bu akinalarda asietrik krank biyel ekanizası kullanılaktadır. Şekil.1. Eksantrik düzeni ve hareket ilkesi (Kanafojski ve Karwowski 1976) Bu düzenlerde bıçağın stroku krankın çapına eşit değildir. Eğer yatay düzlede bıçağın ölü noktaları ile krankın döne erkezinden geçen doğru arasındaki uzaklıklar x1 ve x ile gösterilirse şekle göre: x 1 l r) ( h x l r) ( h S x 1 x l r) h ( l r) ( h

2 yazılabilir. Değerler yerine konulur ve gerekli kısaltalar yapılırsa 4rl S S ( l r) h olur. Her iki tarafın karesini aldığıızda 4r (4l S ) S (4l S 4h ) 4h r S 1 elde edilir. 4l S Karekök içindeki kısı birden küçük olduğu için S>r dir. Eğer bir çayır biçe akinası için l 5r ve h 7r ise S r olur ve bıçak stroku r den %7.5 daha büyüktür deektir. Yukarıdaki eşitlikten r S 1 4h 4l S yazılabilir. Burada S değeri l değerine göre çok küçük olduğundan dikkate alınayabilir. Bu duruda S r S 4h 1 4l r 1 S h elde edilir. Buradaki l 1 krank biyel ekanizasının eksantrikliği olarak tanılanır. Yukarıdaki son eşitliğe göre eksantriklik değeri büyüdükçe eksantrik yarıçapı ve dolayısıyla bıçak stroku küçülür. Bu nedenle eğer değişeyen bir strok elde edilek istenirse eksantrik yarıçapı uygun oranda artırılalıdır. Ot biçe akinalarına oranla daha yüksek anız bırakan hasat akinaları, biçerbağlar ve biçerdöver gibi akinalarda eksantriklik değeri daha küçüktür. Örneğin biçerdöverlerde l 10r, h r ve S 1.01 r dir. Yani bıçak stroku eksantrik çapından %1 oranında daha büyüktür. Bıçak stroku ile eksantrik çapı arasındaki farklılık git gel hareketin farklı hızlarına ulaşasına neden olur. Krankın belirli bir açısı altında bulunduğu bir anda, krank erkezinden yatay düzlede x uzaklığındaki c noktasında olan bıçağın hızı aşağıdaki şekilde hesaplanır (Şekil.13). Burada; v x sin( ) v 0 cos v0 Krankın çevre hızı Göz önüne alınan noktada eksantrik kolun yatayla yaptığı açıdır. 0 vax 90 olduğunda aksiu çevresel hız vax ve cos ax

3 0 0 veya olduğunda iniu çevresel hız elde edilir. Şekil.13. Eksantriğin belirli bir açısı altında bulunduğu bir anda, eksantrik erkezinden yatay düzlede x uzaklığındaki c noktasında olan bıçağın hızı (Kanafojski ve Karwowski 1976)...4. Alternatif Hareketli Kese Düzeninin Hareket Dinaiği Eksantrik düzeninde daia bir atalet kuvveti vardır. Gidip gelede dengeleneiş kuvvetler akinada titreşie neden olur. Bundan dolayı eksantrikte oluşan atalet kuvvetlerini dengeleek için balanslaa yapılır. Bir eksantrik ekanizasında eydana gelecek atalet kuvveti aşağıdaki gibi hesaplanabilir. F A w x Burada; FA Atalet kuvveti (N) Harekete tabi olan kütle (bıçak+/3 bıçak kolu kütlesi)(kg) n w Eksantrik düzenin açısal hızı ( ) 60 x Bıçağın ortalaadan sapası () Eğer x r ise atalet kuvveti aksiu olur. Bu duruda atalet kuvveti F A ax w r yazılır. Atalet kuvveti aşağıdaki biçide de yazılabilir. G1 G 1 g 3 g n n w 60 30

4 G1 G n F A ax r g 3 g 30 Burada; G1 Bıçak ağırlığı (N) G Bıçak kolu ağırlığıdır (N). Örnek: Bıçak ağırlığı 47 N, bıçak kolu ağırlığı 31 N, ileti oranı 6, tekerlek çapı 0.85 olan noral bıçaklı hayvanla çekilen çayır biçe akinasının ilerlee hızı 1.3 /s ise eksantrik devir sayısını ve eydana gelen aksiu atalet kuvvetini bulunuz. Çözü: i a) Eksantrik devir sayısı: n d / d D b) Eksantriğin yarıçapı strokun yarısıdır. r =S/=76./=38.1 bulunur. Atalet kuvveti: F A ax N Eksantrik düzende atalet kuvvetinin etkisini ortadan kaldırak için balanslaa yapılır. Bu kuvvetin taaının balans edilesi söz konusu değildir. Çünkü atalet kuvveti sıfır ile aksiu arasında değişir. Bunun için karşı ağırlıklar dikey yönde zararlı kuvvetler eydana getirir. Onun için karşı ağırlık hesabında atalet kuvvetinin yalnız nun balans edilesi istenir. Hepsinin etkisinin ortadan kaldırılasına zaten olanak yoktur. Pratikte bıçağın ortalaa hızını değiştireek ve aynı zaanda atalet kuvvetini azaltak için bazı çözülere başvurulur. Bıçağın hızı, eksantriğin devri ve çapı ile ilgilidir. Aynı hızı koruak ve atalet kuvvetini azaltak için eksantriğin devri azaltılakta buna karşın çapı artırılaktadır. Bu duruda da her ne kadar çapın artası da atalet kuvveti üzerine artırıcı etki ederse de aşağıdaki örneklerden anlaşılacağı gibi bu artıra oranı devir sayısının azaltılasıyla eydana gelecek atalet kuvvetindeki azaladan daha azdır. Bu nedenle eksantriğin çapını artırakla he bıçağın hızı sabit tutuluş olur, he de zararlı olan atalet kuvvetinin etkisi azaltılış olur. Çünkü atalet kuvveti devir sayısının karesi ile, buna karşın eksantrik çapıyla doğru orantılı olarak değişektedir. Örnek: Bir önceki sorudaki eksantrik devri 630 d/d olsun. Bıçak ağırlığı 47 N, bıçak kolu ağırlığı 31 N, eksantrik yarıçapı 38.1 ve eksantrik devir sayısı 630 d/d ise atalet kuvveti nedir? Çözü: Atalet kuvveti: F A ax N Bu örnekte yarıçap 76. ye çıkarıldığında ve aynı bıçak hızını elde etek için eksantrik 315 in -1 ile döndürüldüğünde eydana gelecek atalet kuvveti:

5 Atalet kuvveti: F A ax N Yukarıdaki örnekten görülebileceği gibi bıçak hızını sabit tutak koşuluyla eksantrik sistei üzerinde doğacak atalet kuvvetini azaltak için, eksantriğin devrini azaltak ve yarıçapını artırak yararlı olaktadır. Paraklı ve üçgen yapraklı biçe düzenlerinde, dengeleeyi iyileştirenin diğer bir yolu da, karşılıklı gidip gele hareketi yapan çift bıçak kullanaktır. Tek bıçaklı düzende her strokta bir kese yapılırken, çift eleanı hareketli bıçak düzeninde aynı kese işi için sadece yarı strok yeterli olaktadır. Ortalaa bıçak hızı hızların toplaına eşittir. Yani bıçak hızı iki katına çıkarılıştır. Bunun sonucu aynı atalet kuvvetleri için daha yüksek krank hızları kullanılabilir. Böylece gidip gele hareketinin dengelenesi ile daha yüksek eksantrik döne hızlarına izin verileceğinden, biçe düzeninin kese kalitesini bozadan akinaların ilerlee hızlarını daha da artırak olanak dahilinde olur. Çift bıçağı hareketli üçgen yapraklı biçe düzeninde ortalaa bıçak hızı aşağıdaki forülle hesaplanabilir. ort Dn 4rn rn Örnek: r = ve n=630 d/d ile r = ve n=315 d/d koşullarındaki ortalaa hızları bulalı ort 1.6 / s ort 0.8 / s 15 Dikkat edildiğinde devir yarıya düştüğünde ortalaa bıçak hızı da yarıya düşer. Son yıllarda alışılış tip paraklı ve üçgen yaprak bıçaklı biçe düzenlerinde öneli gelişeler oluş ve bilinen birçok kötü yönler ortadan kaldırılıştır. Örneğin geliştirilen bazı tiplerde her birinin stroku 5.4 olan üçgen yaprak bıçakları, 50.8 aralıkla yerleştirilen bir çift gidip gelen bıçağın oluşturduğu sistedir. Burada koruyucu parağın olayışı nedeniyle sık bitkilerde bile bıçakların tıkanasına rastlanaz. Bu sistede bıçaklar karşılıklı hareket eden bir akasın ağızları gibi üst üste çalışırlar. Paraksız çift bıçaklı biçe düzenlerinin eksantrik sisteine iki ayrı bıçak kolu dengeli biçide karşılıklı olarak bağlandığından daha zayıf bir titreşi oluştururlar. Örnek: Traktöre asılır tip noral bıçaklı, paraklı ve üçgen yapraklı bir çayır biçe akinasında hareket traktör kuyruk ilinden 1.8 oranında artırılarak verilektedir. a-ortalaa bıçak hızını bularak noral değerleriyle karşılaştırınız. b-hızlardan yararlanarak aksiu traktör hızını bulunuz. c-makinanın yol alası için eksantriğin kaç devir yaptığını bulunuz.

6 d- Bıçak ağırlığı 70 N, bıçak kolu ağırlığı 45 N olduğuna göre dengeleede dikkate alınacak kuvveti bulunuz. Çözü: a- Ortalaa bıçak hızı: n d / d S Ortalaa bıçak hızı: S n ort.47 / s Çayır biçede bıçak hızı -.3 /s olası lazıdır. Burada bulunan hız değeri biraz daha yüksektir (.47 /s>.3 /s). b- Maksiu traktör hızı: k ort k ort / s k değeri çayır biçe akinalarında 1.5; biçerbağlar orak akinasında 1.3 ve biçerdöverde 1 alınır. c- Makinanın yol alası için eksantriğin yaptığı devir: Bu soruyu yöntele yapabiliriz. Birinci yöntede aşağıdaki forülü kullanalı. Bu forüle göre bıçağın bir strokunda ya da eksantriğin ½ devrinde akinanın aldığı yol bulunur ve orantıyla sonuca gidilir. 30 h n için eksantrik ½ dönerse lik yol için eksantrik kaç devir döner. yol için eksantriğin devir sayısı=1/0.051=19.61 devir İkinci yöntede doğrudan aşağıdaki forül kullanılır. n 97 n 9.81 d h / Bulunan bu değer akinanın 1 yol alası sırasında eksantriğin yaptığı devirdir. Soruda verildiğine göre ile çarpaız gerekir. ilerlee için eksantriğin yaptığı devir sayısı = devirdir. d- Dengeleede dikkate alınacak kuvveti bulunuz.

7 F A ax G g 1 G n r 3 g F A ax N Hesaplanan bu atalet kuvvetinin ancak %5 30 u dengelenir ki bu da 1006 N ya da 107. N eder....5.döner Bıçaklı Biçe Düzenleri Son yıllarda ekanizasyon yönünden etkinliği sağlaak, gerek bıçak sisteinde ortaya çıkan titreşileri önleek, gerekse daha yüksek ilerlee hızlarında biçe olanağı sağlaak aacıyla yeni tip döner bıçaklı biçe düzenleri geliştiriliştir. Döner bıçaklı biçe düzenleri üç grup altında incelenebilir. a) Makaslaa kese yapanlar. b) Serbest kese yapanlar. Taburlu Diskli c) Çarpa kese yapanlar. Makaslaa kese yapan döner biçe düzenlerinde, bıçaklar bir silindir çevresine yerleştiriliş olup ürün karşı bıçağa yatırılarak kesilir. Çilerin biçilesinde yaygın olarak kullanılır. Bıçakları taşıyan silindirin döne yönü ilerlee yönüne terstir. Serbest biçe ya da kese yapan akinalar, diskli ve taburlu biçe yapan akinalar olak üzere başlıca iki gruba ayrılır. Bu tip biçe düzenlerinde her bir ünitede...4 adet bıçak bulunur. Bıçak devri çok yüksektir, çevresel hız diskin ya da taburun çapına bağlı olup genellikle /s arasında değişektedir. Bıçaklar kendi kendilerini bilediklerinden bileneye gereksinileri yoktur. Bıçaklar karşılıklı yerleştiriliştir ve sökülüp değiştirilebilirler ya da ters çevrilerek kullanılabilirler. Serbest biçe yapan düzenlerin en büyük avantajı; yüksek hızda çalışaları, bıçaklar serbest döndüğü için tıkananın olaası, bıçakların kendi kendini bileesi ve çok küçük parçalara böleden otu belirli bir boyutta yere bırakasıdır. Paraklı biçe düzenlerine göre güç tüketileri ve satın ala fiyatları yüksektir. Diskler ve taburlar yere düşey olarak yerleştirilelidir, aksi duruda biçileiş alan kalabilir. Serbest ve çarpa kese yapan akinalarda iniu 5 /s, en iyi kese için ise /s çevre hızları önerilektedir. Serbest biçe yapan akinelerde bıçakların çevre hızı ile akinanın ilerlee hızı arasında aşağıdaki ilişkinin olası en iyi kesi için önerilektedir. b R 4Lcos Burada; Makinanın ilerlee hızı (/s)

8 b Bıçakların çevresel hızı (/s) R Bıçak ucunun çizdiği dairenin yarıçapı () L Bıçak ağzının uzunluğu () Bıçak yön açısı olup bıçak ağzının hareket yönüyle yaptığı açıdır. Çarparak kese ilkesine göre biçe yapan düzenlerde serbest dönen bıçaklar yatay düzlede dönen bir ile bağlanıştır. Çarpa kese yapan biçe düzenlerinde bıçak tipleri ve bağlana şekilleri farklı olabilektedir (Şekil.14). Mısır ve pauk sapları gibi hasat artıklarının yani anızların parçalanasında çok kullanılır. Parçalaa etkinlikleri çok yüksektir. Bıçakların döne yönü ilerlee yönüne terstir. Bıçaklar değişik yöntelerle ile bağlanabilir. Bıçaklar bir engelle karşılaştığında serbest döndükleri için rahatlıkla üzerlerinden geçerler.