. GÜÇ KAYNAKLARI VE İLETİM MEKANİZMALARI.. GÜÇ KAYNAKLARI Taşıa akinalarının çalıştırılası ve yönetilesi için gereken güç; yükün büyüklüğü ve çalışa koşullarına bağlı olarak aşağıdaki yöntlerle tin edilektedir. a) El İle Çalıştıra Küçük yüklerin kaldırılasında ve sürekli olayan çalışa şartlarında başvurulan bir yöntdir. Basit akara-halat düzenlerinden oluşan bu sist diğer güç kaynaklarının bulunadığı durularda tercih edilektedir. Hafif ve ucuz oluşu yanında küçük ve orta ağırlıktaki yüklerin sevk ve idaresinde kullanılabilirliği diğer bir tercih nedenidir. En önli sakıncası çalıştıran kişinin kol kuvvetine dayandığı için kısa sürede yorgunluk yaratasıdır. Basit ve diferansiyel palangalarla çıkrıklar (el vinçleri) buna örnek gösterilebilir. b) Sıvı Basıncı İle (Hidrolik Yöntle) Çalıştıra Kaldıra ve taşıa akinasının çalıştırılasında güç kaynağı olarak sıvı basıncından yararlanılır. Az bir el kuvveti ile bir kolun ileri-geri veya yukarı-aşağı hareket ettirilesiyle sıvı akışkan içinde yüksek basınç elde edilir ve bir pistona etki eden bu basınç istenilen hareketi tin eder. Mekanik kayıplar oladığı gibi sessiz bir çalışa ortaı elde edilir. Ancak hidrolik arızalarına karşı ve niyetli çalışa bakıından kaldırılan yükün altına ayrı bir niyet tertibatı yerleştirilelidir. Ayrıca pistonun devrilesi için bir sınır kesici ile kaldıra yüksekliğinin belli seviyede sınırlandırılası gerekir. Krikolar, presler ve asansörler gibi özellikle düşey çalışan kaldıra akinalarında hidrolik güçle çalıştıra yönti yaygın kullanılaktadır. Sıvı akışkan olarak su veya ineral yağlar kullanılır. Ancak suyun dona tehlikesi ve yaratacağı hasar göz önünde bulundurulalı ve gerekli önller alınalıdır. c) Basınçlı Hava İle (Pnöatik Yöntle) Çalıştıra Yükü hareket ettirecek sistin çalıştırılasında basınçlı havadan yararlanılır. Basınçlı hava bir kopresör yardııyla elde edilir. Özellikle aden kuyusu asansörlerinde tercih edilen bu yöntde akinayı terk eden tiz hava aynı zaanda çevresini de tizleyip serinletir. Hidrolik sistle çalışadakine benzer şekilde arıza ve niyet sorunları bu sistde de vardır. Ayrıca basınçlı hava için gerekli kopresörün işletilesinin ek bir aliyet getireceği unutulaalıdır. d) Buhar İle Çalıştıra Bu sistde basınçlı hava yerine buhar basıncından yararlanılır. Düşük devirli ve yüksek döndüre oentine sahip olan ve buharla çalışan akinalar sayesinde oldukça büyük yüklerin kaldırılası ükündür. Buharın elde edilesi ve iletilesi pahalı ve zor bir olaydır. Genellikle başka aaçlar için üretilen buhardan yararlanılır.
Bilindiği gibi buharın tü ısısından ve basıncından yararlanılaaz, bu nedenle verileri düşüktür. Ağır ve büyük hacili akinalardır. Günüüz itibariyle kullanı alanları oldukça azalıştır. e) Benzinli veya Dizel Motorlarla Çalıştıra Her ikisi de petrol ürünü (benzin ve otorin) ile çalışan pistonlu akinalardır. Benzinli olanlar (patlaalı otorlar - Otto Motorları) daha yüksek devirli olup otorin ile çalışanlar (Diesel Motorları) daha düşük devirlerde çalışaktadır. Buna karşın otorin ile çalışan otorların yakıt sarfiyatı daha az ve sıkıştıra oranları nedeniyle daha yüksek döndüre oentine sahiptirler. Her iki otorun da en önli özelliği elektrikten bağısız olası ve obil olarak istenilen yere götürülebilesidir. Egzost gazları kapalı ortalarda tehlikelidir. Gürültü ve titreşi diğer sakıncalarıdır. f) Elektrik Motoru İle Çalıştıra Doğru akı ve alternatif akılı elektrik otorları olarak iki gruba ayrılır. Yaygın kullanılan türü alternatif akıla çalışanlardır. Küçük güçlerde (örneğin 0 kw a kadar) kısa devre asenkron otorları ve büyük güçlerde bilezikli asenkron otorlar kullanılır. Bilezikli asenkron otorlar yük altında yol alabildikleri için özellikle büyük yüklerin kaldırılasında tercih edilirler. Elektrik otorları uzaktan kuanda ile de çalışabilir, gürültü düzeyi düşük ve titreşisizdir. Ancak yanıcı gazlar bölgesinde kıvılcı tehlikesi yaratası ve gerekli önller alınazsa (yalıtı, topraklaa vb.) insanlar için tehlikeli olası en önli sakıncalarıdır. GEREKLİ MOTOR GÜCÜ HESABI Bir yükün belli bir hızla kaldırılası veya belli bir uzaklığa taşınası için gerekli otor gücü Q. v P ( BG) 500. veya Q. v P ( kw 60. ) t t eşitlikleri ile hesaplanır. Burada Q (dan) - kaldırılan yük, v ( / dk) -yükü kaldırıla hızı ve t - sistin topla veriidir. Hesaplarda kw, 6 BG olarak alınabilir. (Motor gücü hesabı hakkında daha geniş bilgi için 5. Kaldıra ve İlete Makinaları: Vinçler konusundaki 5...6. ve 5... nolu başlıklar altında verilen bilgilere bakınız.) Motor seçiine etki eden faktörler aşağıdaki gibidir. a) Devalı Çalışa Faktörü: Bir iş seferi esnasında topla zaan T ve net çalışa zaanı T ise bu faktör
T ED 00 T şeklinde belirlenir. Bu büyüklük (%) olarak verilir ve 5, 0, 60 ve 00 şeklinde alınır. Ancak bu büyüklüğün, büyük güçler için 5, orta ve küçük güçler için 0 ile 60 değerlerinin seçilesi tavsiye edilektedir. b) Devir Sayısı: Motor seçiinde düşük ve yüksek devirli otorların aliyetlerinin etkisi göz ardı edilez. Yüksek devirli otorlar aynı güçteki düşük devirli otorlara nazaran daha hafif, daha küçük ve daha ucuzdur. Taşıa tekniğinde kullanılan elektrik otorları 750 d/d ile 500 d/d arasında yapılaktadırlar. Kullanılan otorun devir sayısı yüksek olursa, topla hız düşüş oranı (redüksiyon) artacağından i n / n ) ( top ot. tab. sistde h aşınalar ve titreşiler artar hde daha yüksek aktarı oranlı (redüksiyonlu) dişli kutularının (redüktörlerin) kullanılası gerekir. Görüldüğü gibi uygun otor seçilezse ya çalışa şartlarında sorunlar ortaya çıkakta veya aliyet arttırıcı durula karşılaşılaktadır. c) Dış Şartları Etkisi: Motorlar çalışa şartlarına bağlı olarak açık ve kapalı şekilde yapılırlar. Açık hava şartlarında tozlu ve nli yerlerde çalışabileleri bakıından vinçlerde genellikle kapalı otorlar kullanılır. Çalışa ortaı kuru ve tiz ise yani açık otor kullanaya elverişli ise, ucuz oldukları için, tercih edilelidirler... GÜÇ İLETİM MEKANİZMALARI Kaldıra ve taşıa akinalarının çalıştırılasında genellikle elektrik ve obil (taşınabilir) sistlerde benzinli veya dizel otorlardan yararlanılaktadır. Bu akinalarda gerek yükün kaldırılası gerekse taşınası kısa esafelerde ve düşük hızlarda gerçekleşektedir. Dolayısıyla bu aaçlar için üretilen otorlar ükün ertebe düşük devirle çalışalıdırlar. Her şeye rağen kullanılan otorun devir sayısı ve buna karşılık gelen hareketin doğrusal (teğetsel) hızı; her zaan yükün kaldırıla veya iletile hızından daha büyüktür. O halde ara yere bir hız değiştire ekanizası (devir düşürücü) yerleştirilelidir. Devir (hız) düşüre aacıyla en yaygın şekilde dişli çarklardan oluşan redüktörler (hız düşürücüler) kullanılaktadır. Redüktörlerin diğer bir adı da hız kutusu veya
5 6 (a) (b) 7 9 6 8 (c) (d) Şekil. Güç ve devir sayısı aktara ekanizaları a) Sonsuz vida (veya konik dişli) ile, b) Redüktörlü (otor-dişli kutusu) otor ile, c) Zincir-zincir dişli ile, d) Kayış-kasnak ile (. Motor,. Kavraa,. Tabur,. Yatak, 5. Sonsuz vida (veya konik dişli) kutusu, 6. Redüktörlü otor, 7. Zincir ve zincir dişli ekanizası, 8. Kayış-kasnak ekanizası, 9. Silindirik alın (düz veya helisel) dişli kutusu) dişli kutusu olakla birlikte bu ekaniza bir taşıt aracında olunca şanjıan veya vites kutusu adını alaktadır. Dişli kutularında silindirik alın dişliler kullanılabileceği gibi hızın yönünü 90 veya daha farklı açılarda değiştirek aacıyla konik dişliler ve sonsuz vida ekanizaları da kullanılaktadır. Yine kullanılan otor ve çalıştıracağı kaldıra ve taşıa akinasının hızlarının büyüklüğüne bağlı olarak redüksiyon (hız düşüre) aacıyla zincir-zincir dişlisi ile kayış-kasnak ekanizaları da kullanılaktadır. Şekil. de dört değişik devir sayısı aktara ekanizası görülektedir. Burada (a) sonsuz vida veya konik dişli ekanizası, (b) silindirik alın
dişli (düz veya helisel dişli) ekanizası, (c) zincir-zincir dişlisi ekanizası ve (d) V kayış-kasnk ekanizası ile hız düşüre şekilleri şatik olarak gösteriliştir. Şekil. de bir vincin kaldıra düzeneğine ait hareket ileti sisti görülektedir. Şekilden de açıkça görüldüğü gibi otor tarafındaki kavraa flenşi aynı zaanda fren diski olarak kullanılaktadır. Sistde hız düşürücü (redüktör) olarak, birinci kadesi helisel ve ikinci kadesi düz dişlilerden oluşan bir dişli çark ekanizası kullanılıştır. DİŞLİ KUTULARI (REDÜKTÖRLER) Motorun devir sayısı n ve taburun devir sayısı n t olak üzere, devir sayısının topla düşe oranı (hız aktarı oranı) i top n n t olacaktır. Bir dişli çark ekanizasında topla hız aktarı oranı (hız düşü oranı), ekanizada bulunan her bir dişli çiftinin hız düşü oranlarının çarpıa eşittir. Yani i top i. i. i... şeklindedir. Bilindiği gibi dişli çiftlerinde hız aktarı oranları, devir sayıları (n) ile doğru ve diş sayıları (z) ile ters orantılıdır, yani n n ve z z olak üzere, i n n z z olaktadır. Taşıa tekniğinde güç ve devir sayısı iletii için yaygın şekilde silindirik düz ve helisel dişliler ile sonsuz vida ekanizası ve az iktarda da konik dişli ekanizası kullanılaktadır. a) Silindirik Düz ve Helisel Dişli Mekanizaları Silindirik alın dişlilerin düz ve helisel tipleri kullanı kolaylığı, basit ialat yöntleri ve yüksek dayanı özellikleri nedeniyle taşıa akinalarında yaygın kullanılaktadır. Bu dişli gruplarında hız aktarı (devir sayısı düşe) oranı, her bir kade (dişli çifti) için 5 civarında alınabilir. Ancak devir sayısı azaldıkça döndüre oenti ve buna bağlı olarak boyutlar artacağından hız aktarı oranının ilk kadelerde daha büyük ve giderek daha küçük değerlerde seçilesi uygun olacaktır.
a.) Dişli Çarkların Aşınaya Göre Hesaplanası Kaldıra ve taşıa akinalarının devir sayısı değiştire ekanizalarında (redüktörlerde) genellikle silindirik düz ve helisel dişli çarklar kullanılaktadır. Dişli çarkların çalışası esnasında diş yüzeyindeki en büyük basıncın, tü kuvvetin karşılıklı bir diş çifti tarafından karşılandığı esnada oluştuğu varsayılarak hesaplaa yapılabilir. Bu durudaki basıncın büyüklüğü p. M b. d b i i p ( dan/ ) eşitliği ile hesaplanır. Burada M b ( danc) küçük dişli (pinyon) eksenindeki döndüre oenti, b ( c) diş genişliği, d ( c) küçük dişlinin yuvarlana dairesi çapı ve i z /z hız aktara (çevri) oranıdır. Eşitlikteki (+) işareti dıştan dişlilerde ve (-) işareti içten dişlilerde göz önüne alınır. Yine eşitlikte bulunan katsayısı, çelik alzenin elastiklik odülünden kaynaklanan bir çarpan olup bu katsayı döke dir için 6 olarak alınalıdır. Dişli çarklarda b. ve d. z olduğu göz önüne alındığında dişli çiftinin odülü 576. M b i ( c) p.. z i şeklinde bulunur. Burada dişli çarkın genişlik sayısı olup değeri Cetvel. de veriliştir. Cetvel. Dişli çarklarda genişlik sayıları Özellikleri Kaba dişlerde Basit yataklanış, işleniş dişlerde Rijit yataklanış, işleniş dişlerde Dişli kutusunda ve işleniş dişlerde b/ 0 5 5 0 Dişli çark alzeleri için niyetli yüzey basıncı değerleri, döne sayılarına bağlı olarak, Cetvel. de veriliştir. Cetvel. Malzenin niyetli yüzey basıncı değerleri ( Dakikadaki döne sayısı Fe DÇ- 5 DÇ- 60 Fe50 Fe60 Fe70 p dan/ ) Alaşılı çelikler 0 7 85 8 9 00 0 50 65 76 78 87 9 05 00 58 67 7 8 89 00
50 5 57 6 7 79 90 500 7 5 55 6 68 80 000 - - 7 56 60 75 a.) Dişli Çarkların Belli Bir Öre Göre Hesaplanası Dişli çarklarda çok küçük yüzeylerden çok büyük kuvvetlerin iletilesi söz konusudur. Bilindiği gibi çok küçük yüzeylerdeki bu kuvvetlerin oluşturduğu basınca Hertz basıncı adı verilir. Hertz basıncının sebep oluğu aşına ve bunun öre etkisi,85. k M b.. z i i ( c) eşitliğinden yararlanılarak bulunan odül ifadesinde göz önüne alınır. Burada M b ( danc) küçük dişli (pinyon) eksenindeki döndüre oenti, k (dan/c ) niyetli ezile baskısı değeri olup büyüklüğü, h 5000 saatlik işlete örü için, Cetvel. den seçilebilir. Cetvel. h=5000 saatlik öür için niyetli ezile baskısı değerleri ( k dan/c ) Malze Dakikadaki döne sayısı 0 50 00 50 500 000 500 5000 DDL-0 9 5 8,8 - -,5 DDL-5 60 5 8 6,5-7 Fe DÇ5 5 0 6 9,5 7,5 5,6, Fe50 5 8 8, 5, Fe60 7 5 0 6 6,7 Fe70 97 57 5 6 5 9 Si.Mn.Çe. 75-80 ıslah ediliş Si.Mn.Çe. 85-90 ıslah ediliş Kaliteli sentasyon çeliği ( su veriliş) 9 69 55 6 9 5 5 89 70 5 7 80 7 7 76 9 7 8 00
r Yukarıda verilen odül eşitliği Niann tarafından basitleştirilerek k. M b. 0,. z d. ( c) duruuna getiriliştir. Cetvel. deki niyetli ezile baskısı değerleri, kullanılan alzenin türü ve 5000 saatlik öür süresine göre düzenleniştir. Dişli çarkların öür süreleri 5000 saatten farklı olduğunda, niyetli ezile baskısı değeri, k k 5000 eşitliği ile hesaplanalıdır. Buradaki katsayısı, dişlinin öür süresine göre, Cetvel. de veriliştir. Cetvel. (h) işlete saatine göre ( ) katsayısı değerleri h 50 65 00 500 5000 0000 0000 80000,,5,6,5 0,8 0,5 0, a.) Dişli Çarkların Kırılaya Göre Hesaplanası Karşılıklı iki diş tasta iken bunlardan döndüren dişli döndürülenin diş dibinden başlayıp diş başına kadar yürüdüğünde diş ankastre konuda kabul edilebilir. Bu tas duruunda en uygunsuz konu döndüren dişlinin diş başının döndürülen dişlinin diş dibinde olduğu durudur. Bilindiği gibi dişli çarklarda diş kuvveti ( noral kuvvet) kavraa doğrusu doğrultusunda etki eder (Şekil.)..Cos.Sin A C D s Şekil. Dişli çarkın bir dişine etkiyen kuvvetler Kavraa doğrusunun yatayla yaptığı kavraa açısı ( ) standart olup değeri dir. Bir an için tü diş kuvvetinin ( ) diş başına etkidiği varsayıı yapılırsa (Şekil./b) oluşan düşey kuvvetin (. Sin ) dişi basıya ve yatay kuvvetin (. Cos ) de 0
eğeye zorladığı açıkça görülür. Bu duruda en tehlikeli konu dişin diş dibine rastlayan ve eğile etkisindeki C-D kesitidir. Bu kesitteki bası gerilesi b. Sin b. s ve eğile gerilesi e. Cos b. s 6 eşitlikleri ile hesaplanır. Burada b - diş genişliği, s - diş dibi kalınlığı ve - dişin tepesinden itibaren diş dibindeki en zayıf bölgeye kadar olan diş yüksekliğidir. Böylece dişin en zayıf kesitine (C-D kesiti) etkiyen topla gerile top b e olur. Diğer taraftan döndüre oenti için M F. Cos r b n. eşitliği yazılabilir. Burada r - dişli çarkın yuvarlana dairesi yarıçapıdır. Bu son eşitlikte gerekli düzenle yapılarak pay ve payda odül () ile çarpılırsa top M b 6.. r.. b s s tan yazılır. Parantez içindeki ifade q ile gösterildiğinde eşitlik M b top q r.. b şeklini alır. Burada q - değeri, diş sayısına bağlı olarak Cetvel.5 de ve alzenin niyet gerilesi değerleri de Cetvel 6 da verilişti - Cetvel.5 Diş sayısına bağlı olarak (q) değerleri Diş sayısı z 5 6 7 8 8 0 50 00 q,6,,,9,8,6,5,,,,9,8,5,5
Cetvel.6 Dişli çark alzelerinin niyet gerilesi ( σ dan/c ) değerleri Malze DDL 50 50 Fe DÇ-5 Fe 50 Fe 60 Fe70 700 000 850 00 950 00 050 00 Si.Mn.Çe 7080 00 600 Si.Mn.Çe 7080 00 800 b) Sonsuz Vida Mekanizası Eksenleri birbirine dik ancak kesişeyen dişli ekanizası olan sonsuz vida-karşılık dişlisi çiftinden oluşan bu ekanizada tas yüzeyinin arttırılarak dişler arasındaki kayanın azaltılası ve böylece veriin arttırılası yoluna gidilelidir. Bunu tin etek için silindirik sonsuz vida ile globoid karşı dişlisi çifti seçilir (Şekil.). ao Şekil. Sonsuz vida silindirik dişli çark globoid olan sonsuz vida ekanizası Mekanizanın iyi güç iletebilesi için sonsuz vidanın ağız sayısı veya seçilelidir. Sonsuz vida alzesi çelik olakla birlikte ekanizanın ukavetinin yüksek tutulası için karşı dişlinin, dökü gövde üzerine bronzdan yapılış dişli çber şeklinde yapılası uygun olaktadır. Sonsuz vida ekanizalarında eksen odülü standart olup ifadesi k. M b e,. () C. z şeklindedir. Burada M i.. M (dan.c) dişli çark eksenindeki döndüre oenti, b b -döndüren sonsuz vida olası halinde dişliler arasındaki veri, M b -sonsuz vida ili eksenindeki döndüre oenti, i z / g olarak sonsuz vida ile çark arasındaki hız aktara (çevri) oranı, g -sonsuz vida ağız sayısı, z -çarkın diş sayısı ve C - (dan/c ) alze çiftinin kaya hızı şartlarındaki niyet değeridir. Bu büyüklükler Cetvel.7 de veriliştir.
Cetvel.7. Malze çiftleri için ezile niyeti ( C ) değerleri (dan/c ) Malze çifti Çark brobz, sonsuz vida taşlanış ve sertleştiriliş çelik Çark bronz, sonsuz vida çelik ve taşlanaış (doğal sertlikte) Kaya hızı (/s) 5 6 8 0 5 80 80 70 60 5 8 0 5 8 0 8 - - Sonsuz vida ile karşılık dişlisi arasındaki veri 0,9 0, 97 arasında alınabilir. Mekanizanın boyutlandırılasında, - Yuvarlana dairesi çapları: sonsuz vida için g. d tan Karşı dişli (çark) için d z. - Sonsuz vida çarkının (karşı dilinin) genişliği: b,5.. - Sonsuz vidanın diş açılan uzunluğu: b (...6). -sonsuz vidanın helis eği açısı olup değeri (0 o o 0 ) arası alınabilektedir.