Bağlama Elemanları - Mehmet Adem Yıldız

MAKİNE ELEMANLARI
DERS SLAYTLARI
B A Ğ L AMA E L E MANLAR ı
Prof. Dr. İrfan KAYMAZ
Prof. Dr. Akgün ALSARAN
Arş. Gör. İlyas HACISALİHOĞLU
 Makine elemanlarını, özelliklerini bozmadan ve fonksiyonlarını ortadan
kaldırmadan birbirlerine bağlayan elemanlardır.
 Standartlaştırılmış olan bağlama elemanları istenilen tasarıma göre
seçilir.
Bağlama Elemanları
başlıca üç gruba
ayrılır
1) Şekil bağlı
2) Kuvvet bağlı
3) Malzeme bağlı
BAĞLAMA ELEMANLARI
Elemanlar arasında kuvvet iletimi, bağlama elemanlarının şekil veya
geometrisi tarafından sağlanır.
ŞEKİL BAĞLI BAĞLANTILAR
Parçalar arasında bağlantı, parçalar arasında oluşturulan sürtünme kuvveti
yardımıyla olur ve hareket iletiminde bağlama elemanın geometrisinden
yararlanılmaz
KUVVET BAĞLI BAĞLANTILAR
Parçalar, bağlantı yerinde malzeme birleşimiyle bağlanır ve bağlantı,
bağlanılan elemanlara zarar vermeden çözülemez
MALZEME BAĞLI BAĞLANTILAR
Bağlantının amacı; mil ve göbeğin bağıl dönmelerini engelleyerek
kuvvet/moment iletmektir
MİL GÖBEK BAĞLANTILAR
Mil ve göbek arasındaki bağıl hareketi önleyen ve momenti/hareketi
milden göbeğe veya göbekten mile ileten elemanlardır.
Kamalar;
 genişliği boyunca ezilmeye ve/veya kesilmeye çalışılıyorsa ENİNE
KAMALAR
 uzunluğu boyunca ezilmeye ve/veya kesilmeye çalışılıyorsa BOYUNA
KAMALAR
olarak adlandırılır
KAMA BAĞLANTILARI
Enine kamalar;
çubuk, mil ve benzeri makine elemanlarının eksenel yönde bağlantısı için
kullanılır.
Enine kamaların dezavantajları
 Standart değildir,
 Bağlantının yapılabilmesi için parçaların birbirine alıştırılması gerekir,
 Maliyet yükselir.
ENİNE KAMALAR
Moment iletimi;
 Şekil yoluyla
 Kuvvet yoluyla (elemanlar arasında sürtünme kuvveti veya basınç
oluşturarak)
Uygu kaması (Feder):
Kamanın alt ve üst yüzü birbirine paraleldir ve dönme momenti sadece
yan yüzeylerin birbirine temasıyla olur
BOYUNA KAMALAR
A tipi kama: uçları yuvarlatılmış kamalar
(parmak freze ile açılmış kama yuvaları için)
B tipi kama: uçları düz kamalar
(dairesel freze ile açılmış kama yuvaları için)
BOYUNA KAMALAR
Uygu kaması;
 Mil çapına göre standartlardan seçilir
 Sadece kama uzunluğu hesapla bulunur.
Uygu kaması boyutu: bxhxl olarak verilir.
b ve h (t1 ve t2): mil çapına göre Çizelge 7.1.3’den
l: hesap ile bulunur ve çizelge 7.1.3’de uygun standart uzunluğundan seçilir
Efektif kama uzunluğu:
A tipi kamada: L=l-b
B tipi kamada: L=l
BOYUNA KAMALARIN BOYUTLANDIRILMASI
Uygu kamasında döndürme momenti kamayı kesmeye ve ezmeye
çalışır. Çevresel kuvvet (Ft):
Md
Ft 
d /2
Ezilme Kontrolü:
 kama ile mil:
 kama ile göbek arasında meydana gelir
BOYUNA KAMALARIN BOYUTLANDIRILMASI
Kesme Kontrolü:
STANDART KAMA BOYUTLARI
KUVVET BAĞLI KAMALAR
Paralel yüzeyli olmayan bu tür kamalarda hareket/moment iletimi, F çakma
kuvveti ile mil-kama ve kama-göbek arasında oluşturulan basınç ile olur.
KUVVET BAĞLI KAMALAR
KUVVET BAĞLI KAMALAR
Alt yüzeyi mil çapına uygun olarak açılmış dikdörtgen prizma
şeklindedir
Fn normal kuvvetinden dolayı dönme yönüne ters sürtünme
kuvvetleri doğar
OYUK KAMA
Sürtünme momenti; döndürme momentinin milden göbeğe veya
göbekten mile iletilmesini sağlar
Emniyet faktörü dikkate alındığında:
 Kamanın iletebileceği moment yüzeylerde oluşan basınç değerlerine
bağlıdır.
 Oyuk kama büyük momentlerin iletilmesinde kullanılmaz
Oyuk kama bağlantısında mukavemet hesabı
Oluşan yüzey basıncı:
Pem değeri olarak;
ezilmenin hangi elemanda olacağı dikkate alınarak
Pem_mil; Pem_göbek; Pem_kama
değerlerinden biri seçilir.
OYUK KAMA
Çakma kuvveti ile oluşturulan normal kuvvet Fn sürtünme momentini
doğurur.
Fç ile Fn arasındaki bağıntı:
Kama bağlantısını sökmek için uygulanması gereken Fsök kuvveti:
Çalışma esnasında kamanın yerinden kendi kendine çıkmaması
(OTOBLOKAJ) için gerek şart:
OYUK KAMA
Bir kasnak mil oyuk kama vasıtasıyla tespit edilmiştir. Bağlantının
n=750 d/d N=5 kW’lık bir güç iletilmesi gerekmektedir.
Momentin emniyetli bir şekilde iletilebilmesi için kama, gerekli
kuvvetin 1.5 katı bir kuvvetle çakılmıştır. Buna göre:
a) Kamanın uzunluğu ne olmalıdır?
b) Kamayı çakmak için gerekli kuvvet ne kadardır?
c) Kamayı sökmek için gerekli kuvvet ne kadardır?
d) Otoblokaj kontrolü yapınız
Mil:St50, Kama St60 ve eğimi tg=1/100, Göbek GG20, mil çapı=40
mm
Bütün yüzeyler arasındaki sürtünme katsayısı =0.15
ÖRNEK
Kuvvet bağı ilkesine göre çalışan sıkı geçmelerde momenti iletmek için
gereken basınç, çap farkı ile meydana getirilir.
Göbek mil üzerine takıldığında oluşan sıkılık:
Mil ile göbek arasında bir
basınç oluşturur
SIKI GEÇMELER
Sıkı geçme bağlantıların avantajları:
 Bağıl kayma veya dönmeyi önlemek için ilave elemanlara
ihtiyaç yoktur.
 İmalatları nispeten kolaydır.
 Kama yuvası açılmadığından dinamik yükler için uygundur.
 Mil ve göbek iyi bir şekilde merkezlenir.
SIKI GEÇMELER
Göbeği Mil üzerine geçirmek için Pres Geçme veya Sıkı Geçme olmak üzere
iki montaj türü vardır.
Boyuna (Eksenel) Pres Geçmeler:
Oda sıcaklığında, göbek çapından daha büyük bir çapa sahip mil eksenel
doğrultuda uygulanan kuvvetle pres geçme elde edilir.
Pres geçmede aşağıda belirtilen hususlar dikkate alınmalıdır.
 Presleme hızı 2…3 mm/s geçmemelidir.
 Montaj kolaylığı ve merkezlenmeyi kolaylaştırmak için mil ucu 50’lık açı
ile yuvarlatılmalıdır (pah kırma).
 Presleme kuvvetini azaltmak için yüzeyler yağlanabilir.
SIKI VE PRES GEÇMELER
Göbeği Mil üzerine geçirmek için Pres Geçme veya Sıkı Geçme olmak
üzere iki montaj türü vardır.
Radyal veya Sıcak Geçmeler:
 Göbek ısıtılır veya mil soğutulur böylece mil ile göbek deliği arasında
montaj için gereken boşluk sağlanır.
 Montajdan sonra, soğuma sonucunda büzülmeden dolayı mil ile göbek
arasında bir basınç meydana gelir.
 Yüzey pürüzlükleri basınç nedeniyle
uğradıklarında yüzeyler daha düzgündür.
SIKI ve PRES GEÇMELER
plastik
şekil
değişimine
Gerekli pres kuvveti, eksenel doğrultuda
harekete karşı oluşan sürtünmeyi yenecek
kadar olmalıdır:
Maksimum değer göbeğin b genişliği mile
takıldığı anda oluşur:
Pres geçme bağlantının iletebileceği
sürtünme momenti:
d2
M s  b
P
2
PRES GEÇMELER
Fç çakma kuvveti ile oluşan normal ve teğetsel kuvvet:
Mil çakma kuvveti Fç=Ft olmalıdır.
Sıkı geçmenin fonksiyonunu yerine
getirmesi için basıncın minimum değeri:
Oturma yüzeylerinde ezilmelerin olmaması için
oluşacak maksimum yüzey basıncı:
PRES GEÇMELER
Pmax  Pem
Sıkı ve pres geçmelerde
Delik çapı: ∆𝑑𝑔 kadar büyür
Mil çapı: ∆𝑑𝑚 kadar küçülür
Sıkı geçme hesabı P basıncını doğuracak çaplar farkı veya sıkılığın
belirlenmesi esasına dayanır.
SIKI GEÇMELER: Gerilme Analizi
İç ve dış basınca maruz kalın cidarlı bir borudaki gerilmeler
Z doğrultusunda birim genişlik (dz=1) alınarak küçük elemanın
radyal doğrultudaki kuvvet dengesi:
SIKI GEÇMELER: Gerilme Analizi
İç ve dış basınca maruz kalın cidarlı bir borudaki gerilmeler
Radyal gerilme:
Teğetsel gerilme:
Bu en genel ifadeler, sınır şartları yazılarak göbek ve mildeki
gerilme dağılımları elde edilir.
SIKI GEÇMELER: Gerilme Analizi
SIKI GEÇMELER: Gerilme Analizi
Göbekteki gerilmeler
SIKI GEÇMELER: Gerilme Analizi
Mildeki gerilmeler
Göbekteki en tehlikeli yerin iç yüzey olduğu görülmektedir.
Göbek iç yüzeyinde maksimum kayma gerilmesi hipotezi dikkate
alındığında maksimum kayma gerilmesi:
Gerilme ifadeleri yazıldığında
SIKI GEÇMELER: Gerilme Analizi
Dış basınca maruz içi boş bir mil için en tehlikeli kesit mil iç yüzeyidir.
Mil iç yüzeyinde maksimum kayma gerilmesi hipotezi dikkate
alındığında maksimum kayma gerilmesi:
𝝉𝒎𝒎𝒂𝒙
𝝈𝒕𝒎𝒎𝒂𝒙 − 𝝈𝒓𝒎𝒎𝒂𝒙
=
𝟐
Gerilme ifadeleri yazıldığında
SIKI GEÇMELER: Gerilme Analizi
Sıkı geçmede meydana gelen şekil değişimi öncesi dairesel olan mil ve
göbek şekil değiştirdikten sonrada dairesel kaldığından:
Milde meydana gelen teğetsel büzülme:
Bu gerilmeler altında Mil çapı: ∆𝑑𝑚 kadar küçülür. Yukarıdaki ifadeye ilgili
büyüklüler yazılırsa:
Benzer yaklaşımla göbekte meydana gelen teğetsel uzama:
SIKI GEÇMELER:ŞEKİL DEĞİŞTİRMELER
Nominal çap dikkate alındığında ∆𝑑 çap farkı şekil değişimlerin mutlak
değerlerin toplamıdır:
∆𝒅 = ∆𝒅𝒎 + ∆𝒅𝒈
SIKI GEÇMELER:ŞEKİL DEĞİŞTİRMELER
 Montaj öncesi var olan pürüzlerin yaklaşık %60 oranında ezilir.
 Sıkılık ezilen pürüzlerin toplamı kadar azalır.
Toplam Pürüz Azalması
Gerçek Sıkılık
𝒁 = 𝒁𝒈 + 𝒁𝒎 = 𝟏. 𝟐(𝑹𝒕𝒈 + 𝑹𝒕𝒎 )
∆𝒅∗ = ∆𝒅 + 𝒁
Teorik olarak hesaplanan gerçek sıkılık (𝑃 = 𝑃𝑚𝑖𝑛 ) için ∆𝑑 ∗
Toleransla elde edilen minimum sıkılık 𝑆𝑚𝑖𝑛 arasında
𝑺𝒎𝒊𝒏 ≥ ∆𝒅∗𝒎𝒊𝒏
𝑺𝒎𝒂𝒙 ≤ ∆𝒅∗𝒎𝒂𝒙
SIKI GEÇMELER: Yüzey Pürüzleri ve Ezilme
Smin ve Smax değerleri
Not:
d çap değerlerini gösteren satırda
d, mm olarak belirtilen ifade
SIKI GEÇMELER: Isıtma-Soğutma
 Isıtmada Göbek için çaptaki genleşme:
∆𝒅𝒈 = 𝒅𝒈𝒊 𝜶𝒕𝒈 ∆𝒕
 İlave bir montaj boşluğu 𝐵𝑚 dikkate alındığında gerekli sıcaklık farkı:
𝑺𝒎𝒂𝒙 + 𝑩𝒎
∆𝒕 =
𝜶𝒕𝒈 𝒅
 Burada 𝑆𝑚𝑎𝑥 maksimum sıkılık
 𝐵𝑚 =
𝑑
1000
veya 𝐵𝑚 =
𝑆𝑚𝑎𝑥
2
SIKI GEÇMELER: Isıtma-Soğutma
ÖRNEK
Şekildeki krank kolu enine sıkı geçme
olarak konstrüksiyonu yapılmıştır.
Göbek delik birimi sistemine göre H7
olarak seçilmiştir. Mil ISO ya göre 6
kaliteden seçilmesi ön görülmüştür.
a) Milin toleransı ne kadar olmalıdır?
b) Göbeği monte etmek için ne kadar
ısıtmak gereklidir?
d=100 mm
Fmax=8 kN
L=300 mm
D=200 mm
B=80 mm
Rtm= 6m
Rtg=10 m
=0.14
K0=2
Mil ve göbek malzemesi aynı oup E=210 GPa ve
u=0.3 sem=265 MPa
ÖRNEK

Download Report