BAĞLAMA ELEMANLARI İÇİNDEKİLER Giriş Bağlama Elemanları Çözülemeyen Bağlama Elemanları Çözülebilen Bağlama Elemanları MAKİNA ve TEÇHİZAT Prof. Dr. Akgün ALSARAN HEDEFLER Bu üniteyi çalıştıktan sonra; Bağlama elemanları hakkında bilgi sahibi olacak, Bağlama elemanı türlerinin neler olduğunu öğrenecek, Çözülemeyen bağlama elemanlarından lehim, kaynak, perçin ve yapıştırıcılar hakkında bilgi sahibi olacak, Çözülebilen bağlama elemanlarından cıvatalar ve mil-göbek bağlantıları hakkında bilgi sahibi olacaksınız. ÜNİTE 3
GİRİŞ Makine, enerji veya güç üreten, ileten, değiştiren veya biriktiren sistemdir. Kuvvet makinesi ve iş makinesi olmak üzere iki ana grupta toplanır. Bağlama elemanlarının kullanılmadığı makineler; imalat yönünden kompleks, maliyet yönünden pahalıdırlar. Kuvvet makineleri, iş ve enerji üretmek amacıyla icat edilmiş, bir enerji kaynağı tarafından tahrik edilen; enerji kaynağı olmadan iş üretemeyen makinelerdir. İş makineleri ise iş yapmak amacıyla imal edilen ve kuvvet makineleri tarafından tahrik edilen, kuvvet makineleri olmadan iş üretemeyen makinelerdir (Şekil 3.1.). (a) Şekil 3.1..Kuvvet (a) ve iş makineleri (b) Bir makineyi oluşturan elemanlar; kuvvet ve kuvvet çifti ileten, belirli bir fonksiyonu üstlenen, kendine has hesaplama ve şekillendirme metotlarına sahip, birbirlerine göre hareketli veya sabit olan, birinden diğerine hareket ileten, basit veya birçok parçadan oluşan sistemlerdir. Makineler enerji dönüşümünü gerçekleştiren teknik yapılar oldukları için bir makineyi meydana getiren elemanlarda enerji dönüşüm ve iletim işinde aktif görevler üstlenirler. Bu makine elemanları da bağlama, taşıma, destek, enerji biriktirme, irtibat, güç ve hareket iletme elemanları olarak sınıflandırılırlar. (b) BAĞLAMA ELEMANLARI Bağlama elemanları, iki veya daha çok elemanı birbirine, gövdeye veya makinaları temele bağlayan elemanlardır (Şekil 3.2.). Bağlama elemanları, kuvvet ve iş makinelerini meydana getirmede, sistemler oluşturmada büyük önem kazanan vazgeçilemez elemanlardır. Bağlama elemanının kullanılmadığı makineler veya sistemler, hem imalat yönünden kompleks hem de maliyet yönünden pahalı makinelerdir. Ancak bağlama elemanları da makine ve cihazlara ek bir kütle ve maliyet ilave etmektedir. Şekil 3.2.Bağlama elemanı örnekleri Uygulamada bağlantının gerçekleştirilme şekli, bağlama yöntemi ve bağlama elemanı birbirinden farklı olabilir. Bağlama elemanları çoğunlukla belirli standartlar dâhilinde imal edilmekte olup, tasarım şekline ve fonksiyonuna göre istenilen Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 2
özellikte ve boyutta da imal edilebilmektedir. Bağlama elemanları genel olarak çözülebilen ve çözülemeyen bağlama elemanları olarak iki ana başlık altında toplanmaktadır (Şekil 3.3.). Bağlama Elemanları Çözülemeyen Çözülebilen Perçin Cıvata-Somun Mil-Göbek Lehim Kama Kaynak Sıkı Geçme Yapıştırıcı Sıkma geçme Konik geçme Pim-perno Şekil 3.3. Bağlama Elemanlarının Sınıflandırılması Bağlama elemanlarını tercih etmede birtakım kriterler göz önünde bulundurulmaktadır. Bağlantının konstrüksiyonuna ve fonksiyonuna bağlı olarak bu kriterler farklı başlıklarda toplanmaktadır. Çözülme yönünden bağlama şekillerine karar vermede; Bakım, tamir ve kontrol yapılması İmalat, elemanlarına ayırma ve nakletme imkânlarının sağlanması Montajdan sonra elemanların ayar yapılması İşletmeden sonra oluşacak aşınmaların ayarla giderilmesi Bakım masraflarını azaltılması dikkate alınmaktadır. Teknolojide kullanılan bağlama elemanları seçilirken; Yükleme, titreşim, darbe, korozyon, yorulma, vb. çalışma şartları Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 3
Bağlantının bağlama ve çözme sıklığı Bağlanacak elemanların malzemesi Bağlantının fonksiyonu (kuvvet iletme, sızdırmazlık sağlama vb.) Bağlantıyı bağlamak için gerekli işçilik ve avadanlık imkânları dikkate alınmalıdır. ÇÖZÜLEMEYEN BAĞLAMA ELEMANLARI Çözülemeyen bağlama elemanları, makine elemanlarını şekil veya maddesel bağla birbirine bağlamaktadır. Bu bağlama elemanları çözülürken tahrip olduğu için tekrar kullanılamaz. Lehim, kaynak, perçin ve yapıştırma bağlantıları bu grupta değerlendirilir. Lehim Bağlantıları Lehimleme, iki metal parçanın, kendilerinden daha düşük sıcaklıkta ergiyen ilave bir malzeme yardımıyla birbirlerine ısı etkisi ile bağlanması işlemidir. Lehim bağlantılarında, ergimiş lehim malzemesi adezyon ve difüzyon yoluyla parçalarla bir alaşım oluşturur (Şekil 3.4). Lehimler, lehim alaşımının ergime sıcaklığına göre yumuşak ve sert lehim olmak üzere iki gruba ayrılır. Ergime sıcaklığı; Lehim bağlantısının dayanımı, lehimlenen yüzeylerin büyüklüğüne ve lehim aralığına bağlıdır. 450 C nin altında olanlar Yumuşak Lehim 450 C nin üstünde olanlar ise Sert Lehim olarak isimlendirilirler. Lehim ile bağlamanın üstünlükleri: Ergime olmadığı için kristal yapıda değişme olmaz ve ince parçalar yanmaz. İşlem için gerekli ısı enerjisi azdır. Çentik etkisi yoktur. Isıl, elektriksel iletkenlik iyidir ve iyi sızdırmazlık sağlanır. Kolay ve ucuz bir birleştirme yöntemidir. Temiz bir yüzey elde edilir. Birleştirilen yüzeylerin arası lehimle dolacağı için geçme yüzeyinde toleransa gerek yoktur. Lehim ile bağlamanın sakıncaları: Yüksek sıcaklıktaki işletme koşullarına uygun olmamasıdır. Lehim malzemesinin mukavemeti iyi bir kaynak bağlantısının mukavemetinden azdır. Lehim malzemesi pahalıdır. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 4
Şekil 3.4. Lehimleme işlemi Bireysel Etkinlik Sert ve yumuşak lehimler için en çok kullanılan birleştirme şekilleri nelerdir? Kaynak Bağlantıları Kaynak, aynı veya benzer malzemeden iki parçanın ısı veya basınç yardımı ile ilave bir malzeme kullanarak veya kullanmadan birleştirilmesi işlemidir. Kaynaklı bağlantılar, ucuz olmaları, hafif olmaları, perçin ve cıvata bağlantılarında olduğu gibi deliklerle zayıflatılmış olmamaları sebebiyle günümüzde çok fazla kullanılan bağlama yöntemlerinden biridir. Kaynak; kırılan parçaların birleştirilmesinde, çatlakların giderilmesinde, aşınan kısımların doldurulmasında tamir yöntemi olarak kullanılmaktadır (Şekil 3.5.). Kaynakla bağlamanın üstünlükleri: Şekil 3.5.Kaynak işlemi Lehime göre hem ısıl hem de mekanik yönden daha dayanıklı bir birleştirme sağlanır. Döküm ve dövme imalata göre kalınlıklar yüke göre seçilebildiğinden ağırlıktan tasarruf sağlanır. Perçin ve cıvataya göre baş kısımları ortadan kalktığı için ağırlıktan tasarruf sağlanır. İmalatta kolaylık sağlanır. Farklı metallerin bir araya getirilmesiyle karmaşık konstrüksiyonlar imal edilebilir. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 5
Döküm ve dövmeye göre kalıp ihtiyacı gerektirmediğinden maliyet yönünden tasarruf sağlanır. Kaynakla bağlamanın sakıncaları: Çoğu kaynak yönteminde parçalarda ısıl yük oluşur. Kaynak işlemi sonrası büzülme meydana gelir. Kaynak sonrası birleştirmede artık gerilmeler oluşur ve kaynaklı parçaların mukavemeti azalır. Geçiş bölgelerinde iç yapı değişir. Tavlama yapmaya gereksinim duyulur. Dikişe yakın kısımların korozyon direnci azalır. Kaynak Yöntemleri Kaynak bağlantısı için gerekli kaynak ısısı, yüksek ısı üretme özelliği olan katı ve gaz yakacaklar ile elektrikten elde edilmektedir. Buna göre kaynak yöntemleri Şekil 3.6. da sınıflandırılmıştır. Metal Kaynağı Ergitme Kaynağı Basınç Kaynağı Direnç Ergitme Kaynağı Yöntemleri Diğer Ergitme Kaynağı Yöntemleri Direnç-Basınç Kaynağı Yöntemleri Direnç-Basınç Kaynağı Yöntemleri Kaynak işlemi esnasında kaynak edilecek malzeme türüne göre kaynak yöntemi ve dolgu malzemesi türü seçilir. -Basınç veya vakum altında oda içinde kaynak -Elektro curüf kaynağı -Gaz Kaynağı -Ark kaynağı -MIG-MAG -TIG -Tozaltı -Lazer kaynağı -Direnç nokta kaynağı -Direnç dikiş kaynağo -Basınç alın kaynağı -Yakma alın kaynağı Şekil 3.6. Kaynak yöntemleri -Ultrasonik kaynak -Difüzyon kaynağı -Ateş kaynağı -Gaz basınç kaynağı -Soğuk basınç kaynağı -Sürtünme kaynağı Temel olarak ergitme kaynağı, birleşecek yüzeylerin dış bir kuvvet kullanılmadan genellikle eritilmiş dolgu malzemesi ile beraber ergitilerek kaynak edilmesi, basınç kaynağı, birleşecek her iki yüzey üzerine yeterli kuvvet uygulanarak az veya çok plastik deformasyon oluşturup gerçekleştirilen kaynak işlemidir. Kaynak yöntemlerine ait örnek resimler Şekil 3.7. de verilmiştir. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 6
Şekil 3.7. Kaynak yöntemlerine ait örnekler Bireysel Etkinlik İyi bir kaynak dikişi için nelere dikkat edilmesi gerekir? Perçin Bağlantıları Perçin malzemesi bağlanacak malzemelere göre uygun seçilmezse korozyon problemi meydana gelebilir. Perçin bağlantıları, sistemin kuvvet ve momentinin dengeli dağılmasına olanak sağlayan, rijit olmadığı için titreşimlere karşı dayanıklı, metal ile metal olmayan deri, plastik, tekstil vb. iki parçayı veya farklı malzemeden iki elemanı birbirine bağlayan, az sayıda malzemeler için ucuz çözülemeyen bir bağlantı şeklidir (Şekil 3.8.). Perçin bağlantıları; Köprü, tren, kule gibi çelik yapılarda ve uçaklarda kuvvet taşımak, Yüksek basınçlı kazanlarda kuvvet taşımak ve sızdırmazlık sağlamak, Düşük basınçlı kaplarda yalnızca sızdırmazlığı sağlamak için kullanılır. Şekil 3.8. Perçin örnekleri Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 7
Perçin bağlantılarının üstünlükleri: Kaynak bağlantılarında olduğu gibi birleşme yerinde ergime sebebiyle kristal yapıda değişmeler (mukavemet azalması) olmaması Isıl etkilerden dolayı kontrol edilemeyen iç gerilmeler ve çarpılmalar olmaması, Kalite kontrol yöntemlerinin çok basit olması Perçin bağlantılarının sakıncaları: Birleştirilecek parçaların delinmesi sebebiyle malzeme mukavemetinin azalması Bindirme parçalan, kapak parçalan ve perçin başları nedeniyle malzeme israfı ve ağırlık artışı İşçilik yönünden fazla zaman alması Perçin malzemesi, genel olarak bağlanacak elemanların malzemesine uygun seçilmektedir. Perçinler, bağlanacak elemanlardan farklı malzemeden tercih edildiğinde; sıcak ortamlarda ısıl genleşmeleri değişik olan bağlantı gevşeyip veya kopabileceği gibi; sıvılarla temasta özellikle rutubetli veya deniz suyu gibi iletken bir ortamda, kimyasal reaksiyon sonucu korozyona uğrayıp, çözülmeye başlayarak bağlantının aşınmasına ve hatta bozulmasına sebep olacaktır. Isıl genleşmelerde alaşımlı çeliklerden yapılmış perçinler kullanılmaktadır. Bunun yanında alüminyum elemanlar, alüminyum perçinlerle ve bakır elemanlar ise bakır perçinlerle bağlanmaktadır. Ayrıca perçin başının teşkili için dövülmesi esnasında büyük şekil değiştirme özelliğine sahip olması istenir. Bu sebepte genel olarak metalik perçin malzemesi olarak St 34 ve St 44 kullanılır. Perçinleme işlemi için öncelikle perçinlenecek parçalar üzerine delikler zımba ile veya matkap ile açılır. Zımba ile delik açmada delik kenarlarında çatlaklar meydana geldiğinden önemli işlerde matkapla delik açma işlemi tercih edilir. Delikler rayba ile de düzeltilirler. Daha sonra perçin elle veya makina ile soğuk veya sıcak dövülerek "kapama başı" teşkil edilir. Son olarak el ile perçinlerde çekiçle veya hava tabancası ile baş yavaş yavaş şişirilerek şekillendirilir (Şekil 3.9.). Şekil 3.9.Perçin makinası ve perçinleme (http://www.teknikresim.org/teknik-resimpercinler-ve-kaynaklar.html) Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 8
Bireysel Etkinlik Perçin bağlantı şekilleri nelerdir? Yapıştırıcı Bağlantıları Yapıştırıcı bağlantılarında muhakkak kalite kontrolü yapılmalıdır. Yapıştırma bağlantısı, aynı veya farklı iki malzemenin metalik olmayan bir ara malzeme (yapıştırıcı zamk ) ile çözülemeyecek şekilde birleştirilmesi işlemidir (Şekil 3.10.). Yapıştırma bağının mukavemeti, yapıştırıcı ile yüzeyler arasındaki yüzeye yapışma kuvveti (adezyon) ve yapıştırıcının kendi molekülleri arasındaki bağa (kohezyon) bağlıdır. Yapıştırma işlemi yapıştırılacak elemanların yüzeylerinin temizlenmesinden sonra yüzeylerine çok ince (0,1 0,3mm) bir yapıştırıcı tabakası sürülerek, oda sıcaklığında veya daha yüksek sıcaklıklarda ve belirli bir süre basınç altında veya basınçsız tutularak yapılır. Yapıştırıcılar mil göbek bağlantıları, cıvataların çözülmeye karşı emniyete alınması, hafif metal konstrüksiyonları vb. yerlerde yoğun olarak kullanılmaktadırlar. Yapıştırıcılar genelde katı, sıvı, pasta ve toz hâlinde olurlar. Şekil 3.10. Yapıştırıcı bağlantısı Yapıştırıcı bağlantılarının üstünlükleri: Uygulanması kolay, ucuz ve çabuktur. Ana malzemede herhangi bir delik, çentik vb. açılmadığından kesit zayıflamaz. Mukavemet kaybı yoktur. Kristal yapıda değişmeler, ısıl gerilmeler ve gevrekleşmeler oluşmaz. Gerilme dağılımı yaklaşık her noktada eşit olduğundan sürekli mukavemette yorularak kopma tehlikesi azdır. Boşluklar kolayca doldurulabildiğinden korozyona karşı koruma görevi yapar. Çatlak korozyonu tehlikesi yoktur. Farklı malzemelerin birleştirilmeleri mümkündür. Sönümleme ve izolasyon özelliklerine sahip olup, istenirse iletken ve yalıtkan olarak faydalanılabilir. Yapıştırıcı bağlantıların sakıncaları: Ön hazırlık (yüzeylerin temizlenmesi) hassasiyet gerektirir ve zaman alır. Bağlantının özellikleri zamanla değişebilir (yaşlanma). Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 9
Çalışma sıcaklığı artarsa (80 C - 120 C) mukavemetleri daha da düşer. Yeni özel bazı yapıştırıcılar ile bu sınırın 450 C gibi yüksek değerlere çıkartılmış olması bu sakıncayı gidermektedir. Birleştirme için basınç ve/veya ısı gerektirir. Çeki, eğilme ve soyma zorlanmasında mukavemetleri düşüktür. Bu nedenle şekillendirme, yapıştırıcı kaymaya zorlanacak biçimde yapılmalıdır. Bireysel Etkinlik Yapıştırıcı malzemeleri nelerdir? ÇÖZÜLEBİLEN BAĞLAMA ELEMANLARI Bu tür bağlantılarda bağlanan parçalar ve bağlama elemanı bir bozulma veya hasar olmadan tekrar kullanılabilir, istenildiği kadar sökülüp takılabilir. Bu bağlantılar ya kuvvet ya da şekil bağıyla sağlanmaktadır. Kuvvet bağı ile bağlantı sürtünme kuvveti veya sürtünme momenti vasıtasıyla gerçekleştirilmektedir. Cıvata-somun bağlantıları, kamalar, pim ve pernolar, sıkı ve konik geçmeler bu grupta değerlendirilir. Cıvata Bağlantıları Bir tam dönmeye karşılık gelen ötelenme miktarına hatve denir. Eğik bir doğrunun bir silindirin iç veya dış yüzeyine sarılması ile elde edilen helis eğrisine vida eğrisi denir. Eğik doğru yerine belirli kalınlıkta veya profilde bir elemanın dolu bir silindirin dış yüzeyine çıkıntı teşkil edecek şekilde helisel bir hareketle (ötelenme ve dönme) sarılmasından cıvata elde edilir. İçi boş bir silindirin iç çevre yüzeyine aynı profilin helisel hareketle sarılmasından oluşan eleman da somun olarak tanımlanır. Cıvata dış vida somun ise iç vida olarak bilinir (Şekil 3.11.). Cıvatalar ve somunlar, makinaların montajında, yatakların ve makinaların temele tespitinde, boru flanşlarının, silindir kapaklarının bağlantısında, çelik konstrüksiyonlarda ve benzeri birçok yerde bağlantı elemanı olarak kullanılırlar. Şekil 3.11. Cıvata-somun örnekleri Cıvataların teknikte çok kullanılmalarının sebepleri: Çözmek ve bağlamak çok kolaydır. Standart olarak hazırlanmışlardır. Kolay imal edilirler. Değişik uygulamalar için değişik tipleri mevcuttur. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 10
Çok pratik ve kullanışlı olmalarına rağmen bazı dezavantajları: Kendi kendine çözülmemesi için emniyet önlemleri almak gerekir. Vidanın merkezleme kalitesi yoktur. Kertik (Çentik) tesiri ile kopabilir. Ötelemenin dönmeye çevrilmesinde verim düşüktür. Bağlama elemanı olarak somunlu, somunsuz ve saplama olmak üzere üç şekilde kullanılırlar (Şekil 3.12.). Saplamaların bir tarafı doğrudan doğruya bağlanacak parçaların birine vidalanır. Saplamalar sık sık çözülmesi gereken sistemlerde kullanılır. Şekil 3.12. Cıvata-somun bağlantı şekilleri Helis eğrisi veya vida eğrisi soldan sağa doğru sarılarak yükselirse sağ vida, sağdan sola doğru sarılarak yükselirse sol vida olarak tanımlanır. Helis üzerinde hareket eden bir nokta silindir etrafında dönerken aynı zamanda ötelemede yapar (Şekil 3.13.). Şekil 3.13. Vida geometrik büyüklükleri Bireysel Etkinlik Cıvata bağlantısının sökülmemesi için neler yapılmalıdır? Vidalar, karakteristik özelliklerine, konstrüksiyonlarına, görevlerine, kullanma alanlarına ve malzemelerine göre farklı kategorilerde sınıflandırılırlar. Vidaların sınıflandırılması Şekil 3.14. ve örnekleri 3.15. de verilmiştir. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 11
Vidalar Profillerine göre Üçgen (Metrik-Whitworth) Helis yönüne göre Sağ Helis Ağız sayısına göre Bir ağızlı Trapez Sol Helis İki ağızlı Testere Üç ağızlı Yuvarlak... Kare Şekil 3.14. Vidaların sınıflandırılması Şekil 3.15. Vida örnekleri Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 12
Mil Göbek Bağlantıları Mil üzerine yerleştirilen dişli çark, kasnak, volan gibi disk şeklindeki elemanlara genel anlamda göbek denir. Mil ve göbek tek bir sistem meydana getirecek şekilde birbirlerine şekildeki gibi bağlanırlar (Şekil 3.16.). Mil veya göbek üzerine bir moment veya eksenel bir kuvvet uygulandığında, bu moment veya kuvvet hiç kayma olmadan milden göbeğe veya göbekten mile iletilebilmelidir. Şekil 3.16. Mil göbek bağlantısı Mil ile göbek arasında moment iletimi iki şekilde olabilir. Şekle bağlı olarak (uygu kamaları "federler, kamalı "oluklu" miller,...) Sürtünme yolu ile (kamalar, konik geçmeler, sıkma geçmeler, sıkı geçmeler...) Kama Bağlantıları Kamalar, bir yüzeyi veya iki yüzeyi eğimli, bazen de yüzeyleri eğimsiz; taşıyıcı elemanlarla göbek arasında kuvvet veya şekil bağıyla bağlantı kuran, yamuk veya dikdörtgen prizmatik elemanlardır. Dönme, öteleme veya salınım hareketi yaparak, kuvvet veya moment ileten; kasnak, dişli çarklar, kavrama volan vb. elemanları mil veya akslara çözülebilir bir şekilde bağlamaktadır. Kamalar güç iletiminde aracılık yapan ya da eğimleri dolayısıyla makine elemanlarına ayar ve pozisyon belirlemede yardımcı olan elemanlardır. Kamalar konstrüksiyonlarına yani şekillerine göre eğimli ve eğimsiz kamalar; fonksiyonlarına yani görevlerine göre ise enine ve boyuna kamalar olmak üzere başlıca iki grupta toplanmaktadır. Enine kamalar radyal hareket yapan elamanların bağlantısında kullanılırsa çözülme ve fırlama tehlikesi vardır. Enine kamalar: Öteleme ve salınım hareketi yapan mil-aks ve göbek bağlantılarında radyal olarak yani mil-aks eksenlerine dik olarak monte edilmek suretiyle bağlantı sağlayan makine elemanlarına enine kamalar denir (Şekil 3.17). Şekil 3.17. Enine kama bağlantısı Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 13
Öteleme hareketi yapan elemanlar sürtünme ve aşınmadan dolayı onarım veya değiştirilmeleri için sık sökülmeleri gerekir. Bu şekildeki bağlantılarda enine kamalar kullanmaktadır. Metal işleri atölyelerinde kullanılmakta olan şahmerdanlarda çekiç ve örslerin bağlantı ve ayarlanmaları genel olarak enine kamalarla yapılmaktadır. Enine kamaların eğimli yüzeylerinden faydalanarak elemanlar arasında ayarlar yapıp; arızaları azaltmak veya ortadan kaldırmak mümkündür. Enine kamaların geniş yüzeyleri paralel, dar yüzeyleri eğimli olup, yuvalarına çakılarak oturtulma suretiyle alt ve üst yüzeyleriyle kuvvet bağı uygulayan çözülebilen bağlama elemanlarıdır. Yüksek sıcaklık altında çalışan metal işleri atölyelerinde kullanılan şahmerdanlarda çekiç ve örslerin ayarlanma ve bağlantıları genel olarak enine kamalarla sağlanmaktadır. Boyuna kamalar farklı konstrüksiyonda ve eğimlerde olup oyuk, yassı, gömme, teğetsel, yarım ay, bilezik ve burunlu kamalar olarak sınıflandırılırlar. Boyuna Kamalar: Boyuna kamalar, mil ve göbek bağlantılarında kullanılan, konstrüksiyon olarak enine kamalara benzeyen, alt ve üst yüzeyleriyle kuvvet ve moment taşıyan, çözülebilen bağlama elemanlarıdır (Şekil 3.18). Boyuna kamalar eksenel olarak yani mil eksenlerine paralel olarak monte edilmektedir. Boyuna kamalar dişli çarklar, volanlar, manivela kolları, kranklar vb. döndürme momenti taşıyan elemanlara sıkı olarak bağlanmasını sağlamaktadır. Boyuna kamalar da yüzey eğimlerine göre eğimli boyuna kamalar ve eğimsiz boyuna kamalar olarak düşünülmektedir. Eğimli boyuna kamaların genellikle bir yüzeyleri eğimli olur. Dikdörtgen kesitli ve yuvarlak alınlı, üst yüzeyinde 1:100 eğim bulunan boyuna kamaların eğimsiz yüzeyleri mil veya akstaki özel yuvalarına yerleştirilir. Bu özelliğinden dolayı bu kamalara yerleştirme kamaları adı verilir. Sıkı Geçme Bağlantıları Şekil 3.18. Boyuna kama bağlantısı Bu tip bağlantılarda mil ve göbek arasındaki moment ve hareket iletimi geçme yüzeyleri arasında çap farklılığı sayesinde oluşturulan basınç ile sağlanmaktadır. Bu nedenle başlangıçta milin dış çapı göbeğin delik çapından büyük yapılır. Moment uygulandığında, geçme yüzeyleri arasında sürtünme kuvveti meydana gelir. Bağlantının sağlanabilmesi için sürtünme momentinin döndürme momentinden büyük olması gerekir (Şekil 3.19.). Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 14
Şekil 3.19. Sıkı geçme bağlantısı Sıkı geçmelerde iki oturma yüzeyi (mil-böbek) arasındaki sıkılığın elde edilmesi ve montaj şekline göre boyuna ve enine sıkı geçmeler söz konusudur. Bireysel Etkinlik Sıkı geçme bağlantılarında toleransın önemi nedir? Sıkma Geçme Bağlantıları Temas yüzeylerinde çeşitli yöntemlerle yüzey basınçlarının elde edildiği sürtünme bağlantıları döndürme momenti veya eksenel kuvvetlerin iletilmesinde kullanılır. Parçalar arasındaki harekete zıt yönde oluşan sürtünme kuvvetleri dış kuvvetin karşılanmasının ve bağlantının güç iletmesini sağlar. Sıkma geçme bağlantılarında mil üzerine iki parçalı göbeğin cıvatalar yardımıyla sıkılmasıyla moment iletimi gerçekleşir (Şekil 3.20.). Konik Geçme Bağlantıları Şekil 3.20. Sıkma geçme bağlantısı İçi konik işlenmiş göbeğe aynı koniklikte işlenmiş mil üzerine eksenel bir kuvvet yardımıyla gerçekleştirilen bağlantı şeklidir (Şekil 3.21.). Uygulanan eksenel kuvvet Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 15
presleme, somun veya çektirme vasıtasıyla oluşturulabilir. Özellikle dinamik zorlamalar altında çalışan bağlantılar için uygundur. Konik geçmeler özellikle dinamik zorlamalar altında çalışana bağlantılar için uygundur. Pim ve Perno Bağlantıları Şekil 3.21. Konik geçme bağlantısı Pim ve pernolar, bağladığı elemanların çözülmesine imkân sağladığı ve çözülme sırasında tahrip olmadığı için, makina elemanlarında çözülebilen bağlama elemanları grubunda incelenmektedir. Konstrüksiyon olarak birbirlerine yakın olan bu elemanlar, görevleri yönünden değişiklikler göstermektedir. Pim Bağlantıları Pimler bağlama görevi yanında merkezleme ve emniyet elemanı görevini de üstlenmektedir. Buna göre pimlerle elemanlar bağlanarak sistemler meydana getirilirken, ağır ve büyük boyutlu makine bloklarının merkezlenmesi ve bağlantıların çözülmemesi maksadıyla da kullanılmaktadır. Üstlendikleri görevlere bağlı olarak da farklı gerilmelere maruz kalmaktadır (Şekil 3.22.). Şekil 3.22. Pim bağlantısı ve yükleme durumları Pimler konstrüksiyonlarına göre silindirik pimler, konik pimler, çentikli pimler diye üç temel grupta toplanmaktadır (Şekil 3.23.). Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 16
Şekil 3.23. Pim çeşitleri Pimler çelik ve alaşımlarından St50, St60, 45S20K, x12crmo517, X12CrNiS188, alüminyum, bakır, magnezyum, kurşun, çinko ve alaşımlarından AlCuMgPb F37, CuZn38Pb1,5 imal edilmektedir. Bunların dışında ihtiyaca göre malzeme seçimi yapılarak da pim üretilmektedir. Perno Bağlantıları Pernolar makina elemanlarını birbirlerine çözülebilecek şekilde bağlayan bağlama elemanlarıdır. Pernoların bağladıkları elemanlar, pernoya göre ve birbirlerine göre hareket edebildiği gibi perno da hareket edebilir. Pernoların bağladıkları elemanlar, birbirlerine göre dönme ve salınım hareketi yapabilirler (Şekil 3.24.). Şekil 3.24. Perno çeşitleri Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 17
Bireysel Etkinlik Bir konstrüksiyonda pim veya perno kullanımına nasıl karar verilir? Tartışma Bağlama elemanları imalat yöntemlerinin neler olabileceğini tartışınız. Düşüncelerinizi sistemde ilgili ünite başlığı altında yer alan tartışma forumu bölümünde paylaşabilirsiniz. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 18
Özet Bağlama elemanları, iki veya daha çok elemanı birbirine, gövdeye veya makinaları temele bağlayan elemanlardır. Çözülebilen ve çözülemeyen bağlama elemanları olarak iki kısma ayrılır. Hemen hemen her konstrüksiyonda muhakkak kullanılırlar. Özellikle makinelerin imalat maliyetlerini azaltırlar. Çözülemeyen bağlama elemanları lehim, kaynak, perçin ve yapıştırıcılardır. Bağlantının şekli, malzemenin türü gibi parametrelere göre hangi bağlantının tercih edileceği belirlenir. Çözülebilen bağlama elemanları cıvatalar ve mil göbek bağlantılarıdır. Mil göbek bağlantıları ise kamalar,sıkı geçme, sıkma geçme, konik geçme ve pim perno bağlantılarıdır. Makine parçaları veya elmanlarının bağlanması veya montajında burada bahsedilen yöntemlerden biri veya birkaçı birlikte de kullanılabilir. Bağlantı şekli, bağlanacak elemanların tasarımına, çalışma koşullarına ve bağlama elemanından beklenen dayanıma bağlıdır. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 19
Ödev Makine konstrüksiyonlarında hangi tür bağlama elemanı seçileceğine nasıl karar verilir? Örnekler vererek açıklayınız. Bağlantı elemanlarının maruz kalabileceği gerilme ve momentler nelerdir? Farklı konstrüksiyonlar üzerinde örneklerle açıklayınız. Ödevleri 600 kelimeyi aşmayacak şekilde hazırlayınız. Hazırladığınız ödevleri sistemde ilgili ünite başlığı altında yer alan ödev bölümüne yükleyebilirsiniz. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 20
DEĞERLENDİRME SORULARI 1. Aşağıdakilerden hangisi çözülemeyen bağlama elemanlarından biri değildir? Değerlendirme sorularını sistemde ilgili ünite başlığı altında yer alan bölüm sonu testi bölümünde etkileşimli olarak cevaplayabilirsiniz. a) Kaynak b) Lehim c) Perçin d) Konik geçme e) Yapıştırıcı 2. Aşağıdakilerden hangisi lehimle birleştirmenin avantajlarından biri değildir? a) İşlem için gerekli ısı enerjisi azdır. b) Çentik etkisi yoktur. c) Temiz bir yüzey elde edilir. d) Kolay ve ucuz bir yöntemdir. e) Lehim malzemesi pahalıdır. 3. Kaynakla birleştirme ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi doğrudur? a) Dışarıdan enerji girdisi olmalıdır. b) İkiden fazla parça birleştirilemez. c) Dolgu malzemesi kullanılmadan kaynak yapılamaz. d) Kaynak edilen parçalarda ısıl yük oluşmaz. e) Kaynak edilen parçaların korozyon dayanımı artar. 4. Perçin bağlantılarında korozyon ve ısıl genleşmelerden kaynaklanan gerilme farklılıklarını önlemek için bakır malzemelerde., alüminyum malzemelerde perçinler kullanılır. Cümlede boş bırakılan yerlere sırasıyla aşağıdakilerden hangisi getirilmelidir? a) alüminyum-bakır b) çelik-plastik c) bakır-alüminyum d) plastik-bakır e) plastik-çelik 5. Yapıştırıcı bağlantıları ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi doğrudur? a) Uygulanmaları zordur. b) Farklı türde malzemeler birleştirilebilir. c) Yapıştırılan malzemelerin kristal yapılarında değişimler meydana gelir. d) Hassas bir yüzey temizliğine gerek yoktur. e) Mukavemet kaybı oldukça yüksektir. Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 21
6. I.Çözmek ve bağlamak oldukça zordur. II.Standart olarak hazırlanmışlardır. III.Kolay imal edilirler. Cıvata bağlantıları ile ilgili olarak yukarıdakilerden hangisi veya hangileri doğrudur? a) Yalnız I b) I ve II c) I ve III d) II ve III e) I, II ve III 7. Mil göbek arasındaki moment iletimi.. ve. olmak üzere iki türde gerçekleşir. Cümlede boş bırakılan yerlere sırasıyla aşağıdakilerden hangisi getirilmelidir? a) Şekle bağlı olarak-sürtünme yolu ile b) Deformasyon yolu ile-şekle bağlı olarak c) Şekle bağlı olarak-deformasyon yolu ile d) Deformasyon yolu ile-sürtünme yolu ile e) Sürtünme yolu ile-deformasyon yolu ile 8..., bir veya iki yüzeyi eğimli, bazen de yüzeyleri eğimsiz; taşıyıcı elemanlarla göbek arasında kuvvet veya şekil bağıyla bağlantı kuran, yamuk veya dikdörtgen prizmatik elemanlardır. Cümlede boş bırakılan yere aşağıdakilerden hangisi getirilmelidir? a) Miller b) Kamalar c) Pernolar d) Akslar e) Pimler 9. Pimler konstrüksiyonlarına göre.. pimler,.. pimler,.. pimler diye üç temel grupta toplanmaktadır. Cümlede boş bırakılan yerlere sırasıyla aşağıdakilerden hangisi getirilmelidir? a) eğimli-çentikli-küresel b) eğimli-küresel-konik c) küresel-konik-silindirik d) silindirik-konik-çentikli e) silindirik-konik-küresel Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 22
10... bağlantılarda mil ve göbek arasındaki moment ve hareket iletimi geçme yüzeyleri arasında çap farklılığı sayesinde oluşturulan basınç ile sağlanmaktadır. Cümlede boş bırakılan yere aşağıdakilerden hangisi getirilmelidir? a) Kaynak b) Sıkma geçme c) Sıkı geçme d) Lehimli e) Yapıştırıcı Cevap Anahtarı 1.D, 2.E, 3.A, 4.C,5.B,6.D,7.A,8.B,9.D,10.C Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 23
YARARLANILAN VE BAŞVURULABİLECEK DİĞER KAYNAKLAR Babalık, C. B. (2012). Makine Elemanları ve Konstrüksiyon Örnekleri: Dora Yayınevi. Koç, E. (2010). Makine Elemanları Cilt 1: Nobel Yayınevi. Şekercioğlu, T. (2013). Makine Elemanları, Hesap Şekillendirme: Birsen yayınevi. Kurbanoğlu, C. (2013). Makina Elemanları Teori, Konstrüksiyon ve Problemler: Nobel yayınevi. Akkurt, M. (1990). Makine Elemanları Cilt 1: Birsen yayınevi Cürgül, İ. (2011) Makine Elemanları ve Çözümlü Problemler: Birsen yayınevi Rende, H. (2000) Makine Elemanları: Se. Yayın Dağıtım Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 24