VİDA DİŞİNİN VERİMİ. M. Belevi ve C. Koçhan

Transkript

1 VİDA DİŞİNİN VERİMİ M. Belevi ve C. Koçan 1. DENEYİN AMACI: Deneyin amacı kare ve üçgen profilli viaların verimlerini belirlemektir. Biliniği gibi Metrik veya Witwort vialar bağlama amacı için uygun iken kare ve trapez vialar ise areket iletimi için uygunur. Vialara verim özellikle areket iletirken (torna tezgalarının araba tariki) ve yük taşırken (krikolar) önemliir. Deneye üç ayrı vianın yük taşıma urumuna verimleri bulunacaktır.. TANIMLAMALAR: F= Vianın taşıığı yük Şekil 1. Via ile ilgili temel büyüklükler Via: Via işi bir eğik üzlemin bir silinir çevresine sarılması ile oluşmaktaır. =Ortalama çap: Diş bir kanal şekline olup iş üstü, iş ibi çapları ortaya çıkmakta esaplamalara bu çapların ortalaması olan ortalama çap kullanılmaktaır. β=helis (Eğim) açısı: Helis eğrisinin açılımı bir üçgen meyana getirir. Bu üçgenen yola çıkarak vianın eğim (elis) açısı; tanβ=hatve/ (Etken çap)π = / π ρ = Sürtünme açısı: Cıvata ve somun işleri arasınaki oluşur ve ρ =arctanμ ile esaplanır. μ= Kare via için sürtünme katsayısı, ( tan ) ı ı ı μ =Üçgen via için sürtünme katsayısı ( tan ) cos =Hatve (aım): Cıvatanın tam bir tur önüşüne karşılık gelen eksenel yöneki ilerlemesiir.

2 3. DENEYİN ÖNEMİ VE KULLANILDIĞI ALANLAR: Hareket viaları teknikte bir çok yere (tezga tablalarının yatay eksene ve üşey eksene ilerletilmesine, kalırma platformlarına, krikolara, preslere, bağlama ve/veya sökme aparatlarına vb.) kullanılmakta olup bunların profillerinin şekli, elis açısı, malzemesi ve yağlama urumu verimlerine etki etmekteir. Yapılan işin mümkün olan en az enerjiyi arcayarak gerçekleştirmenin önemi açıktır. 4. TEORİK BİLGİ: Vialara eğik üzlem gibi avranılığını belirtmiştik. Bu bakıman vianın sıkılmasını eğik üzlemin üzerine bir yükün yukarı çıkartılması ile moellemek mümkünür. F t. cos F. sin F t F.tan Şekil. Sıkma urumuna vianın matematiksel moeli 0 Bir cıvatanın sıkılması için gereken moment F. tg M s Bağıntısı ile esaplanır. Buraa 0 =viayı yataklayan bölgeeki sürtünme çapı, μ 1 = yatak bölgesineki sürtünme katsayısıır. Deney üzeneğine verimi ölçülen vialar yataklanmamış olup saece via işleri ile somun işleri arasına sürtünme söz konusuur. Vianın eğim açısı Helis açısı atve ve ortalama çapa bağlı olarak atve tan bağıntısı ile bulunur. ortalama çap. Bir vianın verimi ise F yükünü yüksekliğine çıkartarak ele eilen alınan iş, areket viasının F t kuvveti ile önürülmesi (sıkılması) sırasına verilen iş sonucuna ortaya çıktığınan alınan ve verilen işler arasınaki oranan bulunur. Buna göre via verimi Alinan İş W F. F.. F. bağıntısı ile ifae eilebilir. Verilen İş W1 M s. Ft. D. Ft. D. Deney üzeneğine vianın sıkılması D çaplı kasnak üzerinen uygulanan kuvvetin yarımı ile oluğu için kasnak üzerinen vianın M s momenti ile bir tur önürülmesi için gerekli olan E kuvveti viayı sıkmak için gerekli olan F t kuvveti cinsinen D M s E. Ft. bağıntısınan E Ft. olarak bulunur. D Yukarıaki eşitlikleren yararlanılarak 1

3 F D Emin. F.tan F. F. yazılabilir. Buraa eney üzeneğinin ız D D D D oranı olup yükün asılığı ipin ilerleme miktarı ile vianın eksenel olarak ilerleme miktarı arasınaki oranı göstermekteir. Sistemin mekanik oranı E F oluğunan verimi F (%) olarak ifae eilebilir. Sisteme ulaşılabilecek en büyük verim ise E. D 100 max (%) bağıntısı ile bulunur. E D F 5. CİHAZ VE APARATLAR: Şekil 3. Via verimi eney üzeneği Deney üzeneği enenecek via gruplarını taşıyacak bir konsol ve aşağıa belirtilenleren oluşmaktaır. Kalın çelik plakaan yapılan konsol via ve somunan oluşan via grubunu (Via açılmış çelik mil üzerine etken çapı 70mm olan bir kasnak ve milin ucuna yük asılması için bir göz varır. Bronz somun önmeyecek şekile tutturulmaktaır). Kasnağı tarik een ip ayarlanabilir, yataklanmış makara üzerinen geçip aşağıya oğru çalışan yük askısına bağlanır. Aparat, via verimini ölçmek için tasarlanmıştır. Verimi ölçülecek vialar 16mm nominal çaplı olup özellikleri: Kare via: atve 3mm ve ortalama çap 13mm Metrik via: atve mm ve ortalama çap 14,7mm Metrik ince via: atve 1,5mm ve ortalama çap 15mm ir. Ayrıca:

4 Ayarlanabilir makaralı uvar braketi Kare via, somun, kasnak ve ipten oluşan grup mm atveli metrik via, somun, kasnak ve ipten oluşan grup 1,5mm atveli metrik ince işli via, somun, kasnak ve ipten oluşan grup Ağırlık askısı (5N) Ağırlık askısı (1N) 1*100N, *50N, 1*0N, 1*10N, *5N, *N, 1*1N, 1*0,5N, *0,N, ve 1*0,1N en oluşan ağırlık seti eney üzeneğine yer almaktaır. 6. NUMUNELER: 3mm atveli ve 13mm ortalama çaplı kare via mm atveli ve 14,7mm ortalama çaplı metrik via 1,5mm atveli ve 15mm ortalama çaplı metrik ince viaan oluşmuştur, 7. DENEYİN YAPILIŞI: 1 Kare via: Somunun kilitleme pimi ile karşılanığını kontrol eilerek, kare viaan oluşan enenecek set konsolaki yuvasına takılır. İp saatin tersi yönüne (üstten bakılığına göre) kasnağa sarılır ve konsola yataklanmış ayarlanabilen kasnağın üzerinen yatay olarak geçirilir. Viaya 5N luk yük askısı, ipe 1N luk yük askısı asılır. İp açılırken via kasnağının ipinin mümkün oluğu kaar yatay pozisyona kalması sağlanır. Hassas bir başlangıç vererek sabit ızla aşağı areket etmeye başlayıncaya kaar sağaki askıya (areket viasını momentle yükleyen ipe) ağırlıklar koyulur. Nominal yüke (5N luk askı) karşılık gelen toplam yük Tablo 1 e kayeilir. Aynı işlem 5N luk artışlarla 00N yük ekleyene kaar tekrarlanır. Her yüklemee Toplam yük ile birlikte bu yükü areket ettiren yük e tabloya yazılır. Tablo 1. Kare via(16x3) verimliliği Toplam yük Hareket ettiren (Vianın altına yük (ipe asılan asılan yük +kanca) yük) F N F T N Grafikten okunan yük E N Sürtünmesiz urumaki kuvvet E min N Mekanik oran F/E Mekanik verim [mekanik oran/e min ] (%) ve 3 metrik via: 1.bölüme kare profilli örnek için yapılan işlemler üçgen profilli örnekler için tekrarlanır. Böylece ele eilen Tablo ve/veya Tablo 3, Tablo 1 ile benzer olacaktır. 8. İSTENENLER: İlk olarak toplam yüke (yatay eksen) karşılık areket ettiren yükü (üşey eksen) FE eksen takımına yerleştirerek eneysel olarak belirlenen eğerlerin grafiğini azırlayın ve en çok noktaan geçen en iyi oğruyu çizin (mutemelen orijinen geçmeli). E eğeri grafik çizilikten sonra iyagraman okunacaktır (en yakın oğrunun çizilmesi

5 sırasına olabilecek eğişimleri içermesi için). Doğru şekline çıkması beklenen F-E eğişiminin enklemi E=m.F+c şekline olacaktır. Bu oğrunun eğimi ise E tan m olacaktır. C iyagraman çıkan sabit bir sayıır. Yukarıa verilen verim F bağıntısına E D eğeri ve F eğeri yerleştirilerek vianın maksimum verimi kolayca bulunabilir. Buraya kaar yapılan işlemler tablo 1 in tamamlanmasını sağlaığı gibi er via tipi için ayrı ayrı yapılan testler sonuna 3 tane grafik çizmeye e yarayacaktır. Dörüncü grafik η-f [verimlilik-yük(f)] için çizilir. Bu grafikte er via tipi için esaplanacak sınır verimlilik eğerinin verim eğrilerine asimtot olacağı gözen kaçırılmamalıır. Deneiğiniz farklı via tiplerinin verimliliğini yorumlayın. Deneiğiniz farklı via tiplerinin işleri ile somun işleri arasınaki sürtüme katsayısını bulunuz. Kare via ağır yüklere neen aa iyiir yorumlayın. 9. REFERANSLAR: 1) Akkurt M., Kent M. Makina Elemanları Cilt 1, Üçer ofset, ) Rene H., Makina Elemanları, Cilt 1, Seç Yayın Dağıtım, ) Babalık F.C., Makine Elemanları ve Konstrüksiyon Örnekleri, Cilt 1 UÜ Basımevi, ) Hi-Tec Sientific Instruction Manuals.