KAVRAMALAR MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-II DERS NOTU Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI Kavramalar / 4 Kavramaların temel görevi iki mili birbirine bağlamaktır. Bu temel görevin yanında şu fonksiyonları da yerine getirebilir: Uzun millerin parçalı yapılarak kavramayla birleştirilmesi, Eksenleri çakışmayan millerde kaçıklığın giderilmesi, Gerektiğinde miller arası bağlantının kesilmesi, Bir mildeki darbe ve titreşimlerin diğer mile geçmesinin önlenmesi, Sigorta görevi görmesi. 1
Kavrama Çeşitleri 3 / 4 1. Rijit kavramalar. Dengeleme kavramaları Mekanizma hareketli kavramalar (Oldham) Elastik kavramalar 3. Çözülebilen kavramalar (Debriyaj) 4. Emniyet kavramaları 5. Özel kavramalar (Amaca göre imal edilen) Rijit Kavramalar 4 / 4 Eksenleri aynı doğrultuda olan iki mili bağlamakta kullanılan kavramalar rijit kavramalar olarak anılır. Bağlanan miller yekpare bir mil gibi davranır. Rijit kavramaların şu çeşitleri vardır: Bilezikli zarflı kavramalar. Cıvatalı zarflı kavramalar. Kasnaklı (flanşlı) kavramalar.
Bilezikli Zarflı Kavrama 5 / 4 İki taraftan hafif olarak konik torna edilmiş manşonlar üzerine aynı koniklikte bilezikler çakılarak kavrama için gerekli basınç sağlanır. Çözülüp takılması kolaydır. Kirli, pis ortamlarda çevre hızları düşük olan durumlarda kullanılırlar. Yağ Kanallı Bilezikli Kavrama 6 / 4 Bileziğin çakılmasını kolaylaştırmak amacıyla bileziğe yağ kanalları açılmıştır. Bu yağ kanallarından basınçlı yağ gönderilerek iki yüzey arasında yağ filmi oluşturulur. Bileziğin çakılması ve çıkarılması kolaylaşır. 3
Bilezikli Zarflı Kavrama 7 / 4 Bilezikli Zarflı Kavrama 8 / 4 Mil ile kavrama arasındaki toplam sürtünme kuvveti: L F s.. d. p. Sürtünme momenti: M d. d Fs. 4 s.. p. L Döndürme momentinin iletilebilmesi için: M k. s M d Bileziğin çakma kuvveti (b: manşon genişliği): F ç. d1. b. p.(tan ) a 4
Cıvatalı Zarflı Kavrama 9 / 4 Burada bilezikler yerine cıvatalar kullanılmıştır. Momentin kuvvet bağı ile iletildiği kabul edilerek bilezikli kavramalardaki gibi hesaplar yapılır. Cıvatalı Zarflı Kavrama 10 / 4 5
Cıvatalı Zarflı Kavrama 11 / 4 Mil ve zarf arasında oluşan basınç p ise sürtünme momenti. d M s 4. L. p. Burada cıvatalara verilen ön gerilme kuvveti F ön ve n adet cıvata varsa n. F ön. d. L. p 1 F ön.. d. L. p n Kasnaklı Kavrama 1 / 4 Moment iletimi iki kasnak arasında oluşan sürtünmeyle sağlanır. Kasnaklardan birinde silindirik çıkıntı ve diğerinde ise karşılığı vardır. Böylece iki milin merkezlenmesi sağlanır. İki kasnak uygun sayıda cıvata ile birbirine bağlanır. 6
Kasnaklı Kavrama 13 / 4 Kasnaklı Kavrama 14 / 4 7
Kasnaklı Kavrama 15 / 4 Şekilde görüldüğü gibi dr kalınlığında birim eleman alınırsa buradaki normal kuvvet: F n.. r. dr. p Sürtünme kuvveti ve momenti: Fs F n. M s Fs. r Kasnaklı kavramada oluşan sürtünme yüzeyi Kasnaklı Kavrama 16 / 4 Burada tüm sürtünme alanındaki toplam sürtünme momentini hesaplamak için integral alınarak: M s D /.. r. dr. p.. r.. p. D / d / d / r. dr M Burada (n) sayıda cıvata için oluşacak basınç: s 1... p.( D 1 3 d 3 ) FN p A n. Fön.( D d 4 ) Bu ifadeyi sürtünme momenti denkleminde yerine yazılarak: M s n D d 3 3. Fön.. 3 D d 8
Oldham Kavraması 17 / 4 Eksenleri arasında mesafe bulunan paralel milleri birbirine bağlar ve aradaki kaçıklığı dengeler. Oldham Kavraması 18 / 4 9
Oldham Kavraması 19 / 4 Oldham Kavraması 0 / 4 Şekilde C diskinin üzerinde, radyal doğrultuda, birbirine dik iki kanal vardır. Kuvvetin düşük olması için, C diski hafif bir malzemeden yapılmalı ve eksenler arası mesafe az olmalıdır. I ve II millerine bağlı olan özdeş A ve B diskleri üzerindeki çıkıntılar, C diskindeki kanallara oturmaktadır. A ve B diskleri dairesel hareket yaparken, C diski bu kanallar arasında eksantrik bir dönme yapar. 10
Oldham Kavraması C diskinin M merkezi, O 1 ve O merkezlerini çap kabul eden bir daire çizer. Bu yüzden A ve B disklerine göre iki kat hızda döner. Yani A ve B diskleri φ açısı ile döndüğünde C diskinin M merkezi bu daire etrafında ψ =.φ açısıyla döner. ψ M =.φ A =.φ B 1 / 4 Oldham Kavraması / 4 M merkezinde oluşan kuvvet: F M m.(). a Bir φ açısı ile dönme olduğunda millere etkiyen kuvvetler: F m.( ).. cos 1 a F m.( ).. sin a 11
Kardan Kavraması 3 / 4 Eksenleri arasında açı olan milleri bağlar. Bu kavramada, eksenleri dik iki mafsal bulunduğundan istavroz kavraması da denir. Sistem üç serbestlik derecelidir. tan OK OK.cos tan tan.cos tan OK OK Kardan Kavraması 4 / 4 1
Kardan Kavraması 5 / 4 Kardan Kavraması 6 / 4 13
Hidrodinamik Kavrama 7 / 4 Çözülebilen Kavramalar 8 / 4 Çözülebilen kavramalar, moment ve hareket iletiminin, en az iki yüzeyin birbiri üzerinde çalışmasıyla oluşan sürtünme momentiyle iletildiği sürtünme yüzeyli kavramalardır. Diskli, lamelli ve dişli olarak tasarlanırlar. a) Diskli Kavrama: Moment iletimi iki yüzey arasındaki sürtünme momentiyle gerçekleşir. 14
Diskli Çözülebilen Kavramalar 9 / 4 Diskli Çözülebilen Kavramalar 30 / 4 15
Diskli Çözülebilen Kavramalar 31 / 4 Diskli Çözülebilen Kavramalar 3 / 4 Yüzey basıncı: Fk p ( r d r i ). Kavrama momenti: r d. 3 3 M k.. p.. r. dr. p..( rd ri ) 3 ri Denklemde p değeri yerine konursa: M k 3 3 r r rd ri. Fk.. rm. 3 r r 3 r r 3 d d 3 i i n adet sürtünme yüzeyi için kavrama momenti: M n. F.. r k k m d i 16
Lamelli Çözülebilen Kavramalar 33 / 4 Çok sayıda sürtünme yüzeyi olan, kullanım alanı oldukça geniş bir kavrama türüdür. a Fk Fh. Düşey kuvvet ve eksenel kuvvet ilişkisi: b Sürtünme yüzeyi sayısı, iç lamel adedinin iki katı olarak alınır. Dişli Çözülebilen Kavramalar 34 / 4 Dişli kavramalarda sistem devreye girerken iki milin eşit hızda olması gerekeceğinden sistem durdurulur, dişliler birbirine geçtikten sonra çalıştırılır. Devreden çıkışta ise sistemin durdurulması gerekmez. 17
Dişli Çözülebilen Kavramalar 35 / 4 Kavramalarda yük altında devreye girme 36 / 4 I mili, ω 1 hızında M d1 momentini iletiyor. Başlangıçta durmakta olan II mili, kavramanın devreye girmesiyle dönmeye başlıyor ve ω hızında M d momentini iletiyor. Kavrama devreye girerken moment ve hız değişimi grafikte gösterilmiştir. 18