009 Kasım BANTI RENER 40-4d M. Güven KUTAY 40-4d-bantli-frenler.doc
İ Ç İ N D E K İ E R 4 renler... 4.3 4. ntlı frenlerler... 4.3 4..1 ntlı basit frenler... 4.3 4.. Çıkarmalı frenler... 4.6 4..3 Toplamalı frenler... 4.7 4..4 ntlı frenlerde hesaplamalar... 4.9
N a s ı l v i n ç y a p a r ı m 4.3 4 renler 4.6 ntlı frenlerler ntlı frenler genelde yalnız kaldırma araçlarında kullanılınırlardı. akat milleri etkileyen büyük eğilme momentinden ötürü yerlerini çift pabuçlu kasnak frenlere bırakmışlardır. Artık vinçlerde pek kullanılmamaktadırlar. Eğer bantlı frenler hakkında daha geniş bilgi edinmek isterseniz literatüre bakınız. Özel konstrüksiyon olarak kasnak iki taraflı yataklanıp mildeki eğilme zorlaması ortadan kaldırılırsa enteresan konstrüksiyon alternatifi ortaya çıkabilir. Bunun için kabaca bantlı frenlere bakabiliriz. Bir banta bağlanmış fren balatasının kasnağa bastırılmasıyla balatalı fren fonksiyonu elde edilir. latanın kasnağa bastırılması asılan ağırlık, yay veya el (ayak) kuvvetiyle oluşturulur. ntlı frenler genelde üç grupta toplanır. 1. sit frenler,. Çıkarmalı frenler, 3. Toplamalı frenler. 4.6.1 ntlı basit frenler sit frenlerde fren kolunun bir ucuna bant bağlanıp sabit bir yere (D noktasına) yataklanır ve bantın diğer ucu fren koluna istenilen kaldıraç oranında bağlanır ( Şekil 4.1). n α 1 D R A h 0 Şekil 4.1, sit fren h r nt kuvveti 1 "D" noktasındaki yatak tarafından karşılanır. nt kuvveti fren kuvvetini etkileyen kuvvettir. nt kuvvetleri 1 ve arasındaki bağıntı Eytelwein formülünde görülür. 1 e ( 4.1) 1 N Birinci bant kuvveti N İkinci bant kuvveti e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı Diğer taraftan ve Eytelwein formülüne göre 1 1 e dır.
4.4 Değerleri yerleştirirsek: *) 1 *)1 1 r e n l e r e α ( e ) µ ( 4.) µ α ( 4.3) e 1 e e Kasnağın dönüş yönü değiştiğinde kuvvetlerin indeksi değişir. ( 4.4) N rtünme kuvveti 1 N nt kuvveti N nt kuvveti e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı D noktasına göre sistemin moment denklemini kurarsak: M ( D) r 0 A r bu bağıntıdan fren kuvveti hesaplanır. r A ( 4.3) formülünden yi yerleştirirsek; A r e ( 4.5) r N ren kuvveti N rtünme kuvveti e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı (50 ile 70 arası) A mm D noktası ile kuvveti mesafesi mm D noktası ile fren kuvveti mesafesi A / 1 0,15 ile 0,5 arası seçilir Tablo 4.1 rtünme katsayısı µ (kasnak çelik veya pik); ren bantı rtünme katsayısı µ kuru hafif yağlı latasız (çelik) 0,15 0, 0,1 0,15 Tahta, deri, suni malzeme 0,3 0,5 0, 0,3
N a s ı l v i n ç y a p a r ı m 4.5 Tablo 4. ntlı frenler için geometrik ölçü önerileri ren kasnağı çapı 50 300 400 El ile işletme Kasnak genişliği 80 100 15 lata genişliği 70 80 100 nt genişliği 80 90 110 nt kalınlığı 4 4 5 Kasnak genişliği 90 10 160 0 0 60 Makinayla lata genişliği 80 100 150 00 00 50 işletme nt genişliği 90 110 160 10 10 60 nt kalınlığı 5 5 5 4 4 4 Bütün ölçüler mm olarak alınacaktır. ntı kasnaktan " d" kadar kaldırmak için gereken h 0 büyüklüğü ( bant arası d 1 3 mm olmalıdır. Şekil 4.1), Kasnak h 0 d α Yüzde on (1,1) emniyet payıyla kaldırma kolunun kaldırma yüksekliği ( Şekil 4.1) şu şekilde hesaplanır: h 1,1 h / burada h 0 değerinide yerleştirelim. 0 A ren kolunu kaldırma işi: h 1,1 d α A ( 4.6) h mm Kaldırma yüksekliği d mm nt-kasnak arası boşluk α Rad ntın değme açısı A mm D noktası ile kuvveti mesafesi mm D noktası ile fren kuvveti mesafesi W rka h ( 4.7) r W rka Nmm ren kolunu kaldırma işi r N ren kuvveti h mm Kaldırma yüksekliği
4.6 sit frende moment: M r r e n l e r R r R A µα ( e ) M r Nmm ren momenti N rtünme kuvveti r N ren kuvveti R mm Kasnak yarı çapı mm D noktası ile fren kuvveti mesafesi A mm D noktası ile kuvveti mesafesi e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı (50 ile 70 arası) ( 4.8) 4.6. Çıkarmalı frenler sit frenle çıkarmalı fren arasındaki ayırım kasnağın dönüş yönünün değişmesiyle fren momentinin farklı olmasıdır. 1 ve kuvvetlerinden oluşan değerler birbirilerinden çıkartıldıkları için 1 ve kuvvetlerinden oluşan değerler birbirilerinden çıkartıldıkları için "Çıkarmalı" frenler diye adlandırılırlar. Çıkarmalı frenlerde bantın ilk ucu ( 1 kuvveti ucu) basit frenlerde olduğu gibi sabit yatağa değilde sabit yataktan uzanmış kaldıraç kolunun ucuna bağlanır ( Şekil 4.). Böylece 1 kuvvetide frenlemede yardımcı olur. Böylece aynı geometrik ölçülerde olan basit frenden daha büyük fren momenti elde edilir. Genelde bu frenler dönüş yönü değişmeyen işletmelerde kullanılırlar. Dönüş yönü değişen, yani bazen sağa ve bazen sola dönen frenleme durumunda toplamalı frenler kullanılır ve buda kuvvet kollarının, 1 ve nin, mafsal noktası "D" de fren kuvveti kolunun diğer tarafına eşit büyüklükte alınmasıyla sağlanır. Buradada D noktasına göre sistemin moment denklemini kurarsak: n α M ( D) r 0 1 1 R D r r 1 1 + 1 1 r 1 e 1 r e e Şekil 4., Çıkarmalı fren
N a s ı l v i n ç y a p a r ı m 4.7 1 r e e ( 4.9) Çıkarmalı frende moment: r N ren kuvveti N rtünme kuvveti mm D noktası ile fren kuvveti mesafesi 1 mm D noktası ile 1 kuvveti mesafesi mm D noktası ile kuvveti mesafesi e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı (50 ile 70 arası) e M R r R ( 4.10) µα 1 e M r Nmm ren momenti N rtünme kuvveti r N ren kuvveti R mm Kasnak yarı çapı mm D noktası ile fren kuvveti mesafesi 1 mm D noktası ile 1 kuvveti mesafesi mm D noktası ile kuvveti mesafesi e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı 4.6.3 Toplamalı frenler Toplamalı frenlerdeki " toplamalı " deyimi kasnağın dönüş yönünün değişmesiyle fren momentinin aynı kalması ve 1 ve kuvvetlerinden oluşan değerler birbirileri ile toplandıkları için kullanılır. Dönüş yönlerinde elde edilen frenleme eşit büyüklüktedir. Bu eşitlikt kuvvet kollarının ( 1, ), mafsal noktası "D" de fren kuvveti kolunun diğer tarafına eşit büyüklükte alınmasıyla sağlanır (Şekil 4.3). Buradada D noktasına göre sistemin moment denklemini kurarsak: M ( D) r 0 µα r 1 h h
4.8 r e n l e r n h α R 1 D h r r h r 1 + h e ( ) e e Şekil 4.3, Toplamalı fren r h e e + 1 ( 4.11) Toplamalı frende moment: r N ren kuvveti N rtünme kuvveti mm D noktası ile fren kuvveti mesafesi h mm D noktası ile 1 ve kuvvetleri mesafesi e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı (50 ile 70 arası) M R r e R h e + 1 ( 4.1) M r Nmm ren momenti N rtünme kuvveti r N ren kuvveti R mm Kasnak yarı çapı mm D noktası ile fren kuvveti mesafesi h mm D noktası ile 1 ve kuvvetleri mesafesi e 1 Euler sayısı e,718 α Rad ntın değme açısı
N a s ı l v i n ç y a p a r ı m 4.9 4.6.4 ntlı frenlerde hesaplamalar renleme bantı bantı zorlayan çekme kuvveti ile ölçülendirilir. Genelde bant malzemesi olarak St 37 ile St 60 arasındaki malzelerden biri kullanılır. Malzemenin emniyetli mukavemet değeri ya satın alınan yerden veya literatürden alınır. Kullanılan yere ve şartlara göre değer bulunur. nt kasnak üzerine sarılmasında, bantın esnek malzemeden olması eğilme zorlamasına karşı avantaj olacağından gerektiği incelikte alınmalıdır. Değme yüzeyini balata yüzeyi kadar kabul edebilmek içinde balata genişliği pek büyük olmamalıdır. Gerektiğinde bir kasnak üzerine çift bant kullanılır. nt kuvveti şu formülle bulunur: A σ b t σ ( 4.13) Em Em N nt kuvveti A mm nt kesit alanı σ Em N/mm nt malzemesinin emniyetli çekme mukavemeti b mm nt genişliği t mm nt kalınlığı ormül ( 4.13) da hesaplanan bant kuvveti maksimum çekme kuvveti olarak kabul edilir ve daha küçük zorlama kuvveti ile çalışılması önerilir. lata yüzey basıncının analizi şu şekilde yapılır (Şekil 4.4): +d p dn da d dϕ d N p dϕ 0,5 d dϕ b Ka 1 dϕ Şekil 4.4, nt kuvvetleri p d b Ka 1 maksimum kuvvet
4.10 r e n l e r p 1 pem ( 4.14) d b Ka p N/mm lata yüzey basıncı 1 mm maksimum bant kuvveti d Ka mm Kasnak çapı b mm lata genişliği p Em N/mm lata malzemesinin emniyetli yüzey basıncı Isı kontrolü pabuçlu kasnak frenlerde olduğu gibi yapılır. latalar banta perçin konstrüksiyonu ile bağlanırlar. Elektrikli, hidrolik veya pnömatik bant açıcıları kullanıldığında bant konumu ayarlanabilir şekilde yapılmalıdır. Şekil 4.5, nt bağlantısı Çift taraflı, merkezlemeli sabit bağlantı. Şekil 4.6, nt bağlantısı Tek taraflı sabit bağlantı. Şekil 4.7, nt bağlantısı Ayarlanabilir bağlantı.