MALZEME İLETİM DÜZENEKLERİ
8. GÖTÜRME MAKİNALARININ GENEL KURAMI Sürekli Götürme Makinalarının Kapasitesi
Sürekli götürme makinalarının taşıma kapasitesi, götürücünün her metresine gelen yükün ağırlığına (q, N/m) ve götürme hızına (v, m/s) bağlıdır.
Götürücü kapasitesi qv (N/s) ise saatlik kapasite:
qv kN/sa (kilonewton/saat) olur. (1) Yükün yığma ağırlığı y (kN/m3), götürme sürekli bir akım biçiminde ve enine kesit F(m2) ise:
q=1000FY N/m olacaktır. (2)
Malzemenin bir teknede (trough) ya da Fo (m2) kesitli bir boruda iletildiği durumda, yükleme verimi y alına-rak:
q = 1000 Fo w N/m bulunur. (3)
Malzeme, herbiri i,, (1) hacmindeki ayrı kaplarda taşındığı, kapların dolma miktarı I(I=İQ\J/) olduğu ve kaplar arasında a (m) uzaklık bulunduğu zaman
q = İ Y = ! Q . yV N/m elde edilir. ( 4 ) a a
Birim yüklerin götürüldüğü durumlarda, herbirinin ağırlığı G (N) olan tek ya da (z) sayıdaki parçadan meyda-na gelmiş yığınlar arasında a(m) uzaklık varsa götürme kapasitesi, sırasıyla,
q = Ö. N/m ya da
a (5)
q = ÖZ- N/m bulunur.
" (6) (q) nün değerini (1) denkleminde yerine koyarak, malzemelerin sürekli bir akımla götürülmesi hali için
Q = 3600 FVY = 3600 Fo vyy kN//sa (7)
elde edilir. Malzemelerin ayrı kaplarda taşınması için.
ve birim yüklerin götürülmesi durumu için (tek parça ağırlığı G ve z sayıdaki parça yığınının ağırlığı Gz alına-rak):
Q = 3.6 °- v kN/sa ya da (9) a
Q = 3,6 Qî. v kN/sa elde edilir. (10) a
7-41
GÖTÜRÜCÜLER
Ayrı yükler ya da yük yığınlarının geçişleri arasındaki zama aralığı tt (s) ise
Q= 2600 =
1000
G
ti (11)
1000 t, kN/saolur.
Dökme yük taşıyan sürekli götünne makinalarınm kapasitesi yalnız ağırlık birimleriyle (Q kN/sa) değil, hacim birimleriyle de belirtilir (V mVsa)
olduğundan,
Q = Vy (kN/sa)
V = 3600 Fv = 3600 Fo vy m3 / sa ya da V = 3,6-Lv = 3,6İ2.v\|f m'/sa bulunur.
(13)
(14) (15)
Sürekli götürme makinalannın kapasitesi bazan saatte gönderilen parça sayısıyla da belirtilir. Parçalar (ya da EjjJ j parça yığınları) arasındaki zaman aralığı
ti =-a- saniye olduğundan saatlik kapasite:
z =ji600=3600v parça/sa bulunur, t. a
(16)
(17) F.ğer z sayıda parça içeren partiler gönderiliyorsa
Z = J D" " zv parça/sa bulunur
3 (17a)
G, ayrı bir yükün (N olarak) ağırlığı ise, ağırlık birimi olarak kapasite, aşağıdaki formülle belirtilir:
1000 kN/sa (18)
Önceki denklemler, yükleri sürekli bir akımla götüren makinalarda kapasitenin, oluk ya da boru kesitindeki artışla, yükleme verimindeki artışla ve götünne hızındaki artışla orantılı olarak yükseldiğini göstermektedir.
Yükün kaplar içinde götürüldüğü durumlarda kapasite, kap hacmindeki büyümeyle, yükleme verimindeki artışla ve götünne hızındaki artışla doğru orantılı, kaplar arasındaki uzaklıkla ters orantılı olarak yükselir.
Birim yüklerin taşınmasında ise kapasite, birim ağırlıktaki artışla, götürme hızındaki artışla doğru orantılı ve ayrı yük birimlerinin (ya da yığınlarının) arasındaki uzaklıkla ters orantılı olarak yükselir.
Verilen türde bir makina için işletmenin istemlerine uygun olarak götürme hızı belirlendikten sonra, yukarda-ki denklemler, mayukarda-kinanm kapasitesine ilişyukarda-kin ana niteliklerin bulunmasına izin verir: (7) numaralı denklemden Fo
7-42
GÖTÜRÜCÜLER
kesiti; (8) numaralı denklemden — oranı (bu oran, a verildiği zaman i,, in, io verildiği zaman a nın değerinin bulunmasını sağlar); (9) ve (10) numaralı denklemlerden yük birimleri (ya da yığınları) arasındaki a uzaklığı.
Dökme-yüklerin taşındığı durumlarda, bu yolla elde edilmiş olan Fo ve ^ değerlerinin götürülecek malzemenin parça boyutu ile uygunluğu irdelenmelidir. Birim yüklerde ise a ölçüsü, yükün dıştan-dışa (overall) boyutlarıyla uygunluk içinde olmalıdır. Benzer şekilde, makinanın yük-taşıyıcı elemanının boyutları da götürülen yükün dış-tan-dışa boyutlarıyla uyuşmalıdır. örneğin, tablalı (platformlu) bir götürücüde platformun uzunluğu ve genişliği;
kayışlı ve paletli götürücülerde sırasıyla kayışın ve yuvarlanma yolunun (runway) genişlikleri; yüksek (overhead) götürücülerde arabanın (carrier) uzunluğu ve yüksekliği, vb.
Sürekli götürme makinalannda, yukardaki denklemlere göre hesaba temel alınan Q (saatte kN) kapasitesine, hesaplanmış kapasite ya da tasarım kapasitesi denir. Alışılmış olarak ortalama (Qort) kapasiteye eşit ya da ondan yüksektir. Malzemenin besleme düzensizliği için bir K' katsayısını (K'Sl) dikkate alarak,
Q = Qort K1 kN/sa elde ederiz. (19)
Harekete Karşı Direnç Katsayısı
Bir götürme makinası (örneğin, bir kepçeli ya da tablalı yükseltici) saatte Q kN yükü H metreye kaldırıyorsa, bu yükü kaldırmak için harcanan etkin (effective) güç,
100QH =_gH_ B G ( 2 0 )
3600x75 2700
Ne,= 1 0 0 Q H = - 2 J - kW olacaktır. (21) 3600x102 3670
Götürme makinasının verimi T| ise gerekli motor gücü
N = Nç, _ 2 İ _ BG = - ^ L _ k W olur. (22) 11 2700 ti 3670 r\
Götürme düzenleri genellikle yükleri yatay olarak taşırlar. Bu durumda H=0 olduğundan, Ne ı ve N cebrik ola-rak sıfır olurlar. Başka deyimle, bu durumda, yük-kaldırma işlemi için harcanmış faydalı iş yoktur. Buradan çıkan sonuç, yukardaki denklemlerin yatay götürücülerde, gerekli motor gücünü belirtmek için kullanılamıyaca-ğıdır.
Eğer yük düşey kesitler boyunca (H*0) hareket ediyor ve H değerinin yanında ihmal edilebiliyorsa sürtünme direncini yenmek için gerekli güç. yükü yükseltmek için gerekenden çok fazla çıkacak ve götürme makinasının verimini belirten sayı, ihmal edilecek kadar küçülerek makinanın mekanik niteliklerini göstermekten uzak ola-caktır. Bu nedenle, gerekli motor gücü genellikle (21) denklemine göre bulunmayaola-caktır. Bunun yerine, yükü yükseltmek için gerekli motor gücü ile yükün hareketine karşı sürtünme direncini yenmek için gerekli motor güç-leri ayrı ayrı hesaplanacaktır.
Yükün hareketine karşı (zararlı) direnç, harekete karşı direnç katsayısı olarak adlandırılır. Yükün hareketini sınırlayan kuvvetlerin yükün ağırlığına oranına direnç katsayısı diyoruz.
Yükün götürme makinasının birim uzunluğu başına ağırlığı q (N/m), yüklü yörünge boyu L(m) ve sürtünme katsayısı (w) ise götürülen yükün ağırlığı qL ve sürtünme direnci,
Wsllr, = ql.w (N) olacaktır. (23)
Sürtünme direncini yenmek için gerekli güç ise
GÖTÜRÜCÜLER
750 750 750x3,6 2700 B G y a d a (24)
3670 kWve (25)
toplam güç tüketimi ise
= Net + N^ = - 2 _ (H+Lw) BG = _2_(H+Lw) kW olur. (26) 2700 3670
Eğer güç motor milinden alınan değil de götürücünün döndürme (ana) miline verilen güç olarak belirtiliyorsa değeri
2700 (
3670 kWolur. (27)
Burada wo sürtünme katsayısı götürme makinasının bütün bölümlerinin sürtünme dirençlerini içerir. Ancak, aktarma düzenininkini (transmission gear) içermez.
Nve No değerleri arasında.
(28) bağıntısı vardır. Burada T) = aktarma düzeninin verimidir. No < N olduğundan w0 < w dir.
(24) ve (25) numaralı denklemlerde, Q = lkN/sa ve L = 1 m alarak ve bu koşullarda sürtünme direncinin ya-rattığı kuvveti yenmek için gerekli gücü N ' ^ (özgül güç) adıyla tanımlayarak
2700BG =
3670kW (29)
yani sürtünme katsayısının özgül güçle orantılı olduğu sonucu elde edilir.
Demek ki, bir götürücüde w, N ' ^ ve N^,, küçüldükçe mekanik verim yükselir.
Yukanda verilen bağınülar, yüklerin yükseltilmesi, yatay ve düşey olarak götürülmesi gibi işlemleri yapmak üzere tasarlanmış götürücülerde N nin hesaplanması için kullanılırlar. Bu özel durum için, direnç katsayısı kavra-mının, verimden daha genel bir kavram olduğu görülüyor.
Yatay götürme makinaları için (H=0) (26) bağıntısı aşağıdaki şekli alır:
2700 3670 k W (30)
7-44
I I İM
GÖTÜRÜCÜLER
Düşey düzenler (L=H) için:
( ) ( ) kWolur.
2700 3670
(22) ve (31) denklemlerini karşılaştırırsak düşey götürücü durumunda
(31)
— = l+w buluruz, il
Bunun anlamı, direnç katsayısındaki bir azalmanın, verimi yükselteceğidir.
(32)
Kuramsal (teorik) olarak T), (0) ile (1) arasında değiştiğinden, w de kuramsal olarak (+ <*>) ile (0) arasında de-ğişir. T\ = 0,5 ve w = 1 değerleri için, (21) ve (31) denklemlerinden de görüleceği gibi, Ne t ve N^ değerleri birbi-rine eşittirler.
G1 + G0
Seki. 46- Doğrusal kesitlerde dirençlerin belirlenmesi
Ancak, pratik olarak, değişik türdeki donatım için direnç katsayısı oldukça önemli sınırlar içinde değişir. Gö-türücüler için bu değer, birin kesirlerinden (1) e kadardır. Yüksek güç tüketimli makinalarda (l)den daha yüksek bile olabilir. Eşdeğer türdeki makinalar için de (kayışlı götürücüler, kürekli götürücüler, vb.) direnç katsayısı, ma-kina kapasitesine, götürme uzunluğuna ve geometrik biçimine, yapım ve kuruluş niteliğine, çalışma koşullarına ve (bir oranda) götürülen malzemenin yapısına bağlı olarak belli sınırlar içinde değişebilir.
Bir taşıma düzeninde toplam direnç, bazı durumlarda, bu düzenin ayrı bölümlerinin dirençlerinin toplamı ola-rak belirlenir. Ayn bölümler için (w') direnç faktörünün götürülen yükün toplam daralı ağırlığına oranıyla tanım-lamak (malzeme ağırlığı artı makinanın hareketli parçalannın ağırlığı) ve bunu taşıyıcı kılavuz kızaklar üzerinde-ki normal basınca bağlamak uygun bir hesap yolu olarak bulunmuştur.
örnek: Bir kap (araba) Go ağırlığında olsun ve G yükünü kılavuz kızaklar (raylar) ya da raysız bir yörüngede tekerlekler üzerinde taşısın (Şekil. 46). Yatay hareket için çekme kuvveti
W = (G+Go)w' olur. (33)
Yatayla f$ açısı yapan bir eğimi çıkmak için gerekli kuvvet (yukarı ya da aşağı) ise aşağıdaki gibi olur:
7-45
Burada:
GÖTÜRÜCÜLER
W = Wf + W,Urt = ± (G+Go)sinP + (G+G0)w'
= (G4GO) (±sinP+w'cosp) (34)
Wf = Faydalı direnç kuvvetleri
Wsttrt = Sürtünme direnci kuvvetleri
w' = Harekete karşı direnç katsayısı
Yukarı doğru hareketlerde artı işareti, aşağı doğru hareketlerde eksi işareti alınacaktır.
Raylar üzerindeki tekerlekli bir yük için w' direnç katsayısı aşağıdaki denklemle belirtilir:
w' = C
D (35)
Burada:
\l = Tekerlek muylusundaki kayma sürtünmesi katsayısı (bilyalı yataklarda muylu çapına indirgenmiş sürtünme katsayısı)
k = Yuvarlanma sürtünmesi katsayısı, cm d = Muylu çapı, cm
D = Tekerlek çapı, cm
C = Tekerlek bandajı ile ray arasındaki sürtünmeden doğan direnç artış katsayısı (C>1).
Yük, raylar üzerinde değil de kaydırılarak gönderiliyor ve sürtünme katsayısı f ise w' = f olur.
(35) denklemindeki (i ve k katsayıları, götürücü türü ile onun çalışma koşullarına bağlı olarak geniş sınırlar içinde değişirler.
Değişik çalışma koşullarına ilişkin w, |i ve k değerleri, bu türlerin incelendiği bölümlerde verilmektedir.
Bükfilebilir (Fleksibl) Çekme (Cer) Elemanlı Götürme Makinalarında Direnç ve Güç 1. Değişik Kesitlerdeki Direnç
Bir götürme makinasının sonsuz çekme elemanı, genellikle, sürekli (ya da dönemsel -peryodik- kesintilerle) bir hareket yapar. Bir sonsuz çekme elemanı, en basit biçimiyle, iki doğrusal şerit ile iki dayiresel birleştiriciden (link) oluşur.
Doğrusal kesitlerde çekme elemanı sabit ya da hareketli masuralar (rulolar) üzerinde ya da bir kılavuz kızak boyunca kayar. Rğer yük, bir yük taşıyıcı eleman (kayış, palet, kepçeler, tablalar, vb.) tarafından taşınıyor ise yük taşıyıcı eleman ve çekme elemanı eşdeğer bir direnç katsayısı ile hareket ederler. Diğer bütün durumlarda, örne-ğin, yükün bir kılavuz kızak boyunca itildiği (kürekli götürücü) ya da yükün kendi kendini hareket ettirdiği (oto-mobil ve traktör gibi) durumlarda, yükün harekete karşı direnç katsayısı ile çekme elemanınmki birbirinden farklı olur.
Doğrusal kesit uzunluğuna L, eğim açısına p\ L uzunluğunun yatay izdüşümüne Lya, ve düşey izdüşümüne H, götürücü kesitinin her metre uzunluğuna düşen yük ağırlığına q, hareketli parçaların bu kesitin her metre uzun-luğuna düşen ağırlığına q0 diyelim, tik durum, yani yük taşıyıcı eleman ile çekme elemanının eşdeğer bir w' sür-tünme katsayısı ile hareket ettiği durum için yüklü şerit üzerindeki direnç, denklem (34) e göre
•r m ••»•*•••*
GÖTÜRÜCÜLER
Wd = ± (q+qo) L sinP + (q-Kjo)Lw' c
= (q + qo) (± H + Lw' cosP)
= (q + qo) x (± H + Lyatw') olur. (36)
Artı işareti yukarı doğru hareketler için, eksi işareti ise aşağı doğru hareketler için kullanılır. Kayma hareke-tinde w' = f dir (f kayma sürtünmesi katsayısıdır). Tekerlekler üzerindeki harekette ise w' (35) denkleminden he-saplanır.
Çekme ve yük taşıyıcı elemanlann direnç katsayıları farklı olduğu zaman bir önceki denklem şu şekli alır:
Wd = ± (q+qo) H + (qw'y + qow'p)Lyat (37)
Burada w'y ve w'p sırasıyla, yükün ve kesit boyunca hareket eden hareketli götürücü parçalannın (genellikle çekme elemanının) sürtünme katsayılandır.
Götürücü yüksüz kesiti için:
Wb = q,,I. (± sinP + w' cosP) = qo(± H + LyaIw') olur.
Burada da işaretler, yukarda açıklanan anlamda kullanılacaktır.
Yatay hareket için yukardaki denklem değişik bir biçim alır.
(38)
Yani P = 0, H = 0 ve L t = L olur.
(36), (37) ve (38) denklemleri, aşağı doğru hareketlerde doğrusal kesitlerdeki toplam direnç değerinin artı, eksi ya da sıfır olabileceğini göstermektedir. Yukarı doğru ya da yatay hareketlerde ise aynı kesitlerdeki toplam direnç daima artıdır.
Çekme elemanının eğrisel kesitteki hareketi şu üç yoldan birisi biçiminde olur: (1) ekseni etrafında dönen (pi-voted) bir düz kasnak, zincir dişlisi ya da tambur üzerinde eğilme (Şekil. 46a); (2) durağan (stationary) ve eğrisel bir kılavuz kızak (genellikle bir ray) üzerinde kayma (Şekil. 47b); (3) eğrisel ve sabit bir çerçeveye bağlanmış bir dizi masura üzerinde yuvarlanma (Şekil. 47d).
Çekme elemanı kasnak, zincir dişlisi ya da tambur yüzeyine sarıldığı zaman, eleman şeridinin tambura giriş tarafı gergin, tamburu terkeden tarafı gevşektir.
'gev
Şekil. 47- Eğrisel kesitlerde dirençlerin belirlenmesi
7-47
GÖTÜRÜCÜLER
Toplam Weg direnci, çekme elemanının tambura s an I irken eğilmesi ve tamburu terkederken doğrulması nede-niyle malzeme katılığından (stiffness) doğan direnç ile tambur (zincir dişlisi, kasnak) göbeğindeki (hub) ya da tamburu taşıyan mil muylulanndaki sürtünme dirençlerinden oluşur. Zincirli aktarmalarda, bu toplam değere zin-cir dişlisi dişlilerindeki sürtünme direnci eklenir.
Bu dirençler, genellikle, çekme elemanının gergin tarafındaki çekme kuvveti ile orantılıdırlar. Bu nedenle elemanın gevşek tarafındaki çekme kuvveti:
Sgev = S'ger + We ğ = S'ger + kS'ger = (l+k)S'g e r = KS' olur.
Burada K>1 dir.
(39)
Pratikte kasnak, zincir.dişlisi ya da tambur üzerindeki direncin We£ değeri, Sg e r in yüzde 3 ü ile 10 u arasında değişir. Genellike yüzde 5-7 uygun bir değerdir. Yani:
S' v« (1,05-1,07)S'.ger (40)
Eğer gerdirme düzeni olarak görev yapan kasnak (zincir dişlisi ya da tambur) ayrıca götürücüyü de çeviriyor-sa üzerindeki direnç, gergin şerit ve gevşek şerit parçaları üzerindeki Sg e rve Sg e v çekme kuvvetlerinin toplamının yüzde 3 ile 5 i arasındadır.
Wçev = k'(Sger + Sgev) = (0,03 ile 0,05) (Sg e r + Sg e v) (41)
Çekme elemanının, a radyanlık bir değme yayı boyunca bir kılavuz kızağa sarıldığı durumda (Şekil. 47b), çekme elemanı ile kasnak arasındaki sürtünme katsayısı f alınarak (çekme elamanının katılığı ihmal edildiğinden oldukça küçük bir dirençtir), gevşek ve gergin şeritlerdeki çekme kuvvetleri arasındaki bağıntıyı gösteren (Euler'e göre) şu genel formül elde edilir:
S
' O lOrtV " O . f o l .> g(>v - " g e r '
Burada (e) Neperien logaritma tabam olup değeri 2,7183 dür.
(42)
Çekme elemanının hareketli masuralar (Şekil. 47c) ya da durağan masuralar dizisi üzerinde yuvarlandığı du-rumlarda (Şekil. 47d), sürtünme katsayısı w1 alınarak,
V = Sg e rew'a yazılır.
Eğrisel kesitlerdeki direnç kuvveti de sırasıyla:
Weğ = S'g e v-S'g C T = S'g e r(ef a-l)ve
^eğ = S g e v - S'ger = S'ger (ew c x - 1)
(43)
(44) (45) 2. Etkin Çekme Kuvvetinin ve Motor Gücünün Belirlenmesi
Bir götürme makinasında toplam direnç, profilin incelenmesi (outline) ya da noktasal inceleme (by points) dediğimiz yöntemle hesaplanır.
Çekme elemanının profili, birbirini izleyen ayn doğrusal ve eğrisel bölümlere ayrılır. Bu kesitleri birleştiren noktalar numaralanır. Çekme elemanının gergin ve gevşek şeritlerindeki çekme kuvveti, bu profilin nokta be nokta izlenmesi yoluyla belirlenir. Toplam çekme kuvveti ise bu ayn ayrı bölümlerdeki çekme kuvvetlerini topla-yarak bulunur.
Hesaba, genellikle, çekme elemanının döndürme (tahrik) kasnağından (zincir dişlisi ya da tambur) ayrıldığı noktadan ya da -bu iki nokta çakışmıyorsa- elemanın en gevşek olduğu noktadan başlanır. Gerdirme düzeni tara-fından çekme elemanına aktarılan başlangıç çekme kuvveti makinanın türüne bağlı olup izleyen bölümlerde veri-len istemlere göre seçilir.
Diğer noktalardaki çekme kuvveti aşağıda gösterilen gend kurala göre hesaplanır. Çekme elemanının hareke-ti boyunca peşpeşe gelen her noktadaki çekme kuvvehareke-ti, bir önceki noktadaki çekine kuvvehareke-ti artı bu iki nokta ara-sındaki kesite gelen dirence eşittir. Yani:
7-48
II I
GÖTÜRÜCÜLER
S ^ S I . , + W(M)den (i) ye (46)
Burada,
Sj,j ve Sj.j : i-1 ve i kesitlerindeki çekme kuvvetleri W( i.ı ) den (i) ye : Bu iki nokta arasındaki direnç.
Hesabın, çekme elemanının profilini izleyerek ve hareketin yönüne zıt yönde yapıldığı durumlarda, birbirini izleyen her noktadaki çekme kuvveti bir öncekindeki çekme kuvveti ile bu iki nokta arasındaki dilime gelen di-renç kuvvetinin farkına eşittir.
Profilin bölündüğü doğrusal ve eğrisel bölüm sayısı n, gevşek taraftaki çekme S ev ve gergin taraftaki çekme Sg e r ise etkin çekme kuvveti,
Wo= Sg e r- Sg e v olur. (47)
Ya da, döndürme muindeki direnç de hesaba katılarak, (Wd = Wn d e n l e )
Wo = Sg e r - Sg e v + Wn den 1 e elde edilir. (48)
Götürme makinası için gerekli motor gücü,
BG= W°v kW olur. (49)
750 T|g 1020 T|g
Burada.
Wo = Etkin çekme, N
v = Çekme elemanının hızı, m/s
T|g = Wo in (47) denklemiyle hesaplandığı durumda, çekme elemanının katılığından (riji-ditesinden) meydana gelen (döndürme miline indirgenmiş) kayıpları da içeren aktarma düzeni verimi. Wo (48) denklemine göre hesaplandığından T|g bu kayıpları içermez.
Zincirli Götürücülerde Dinamik Olaylar 1. Zincirin Hızı ve ivmesi
Bir götürücünün çekme elemanının boyutları, maruz bulunduğu en yüksek çekmeye göre hesaplanır. Profil yöntemiyle belirlenen en yüksek çekme, genellikle çekme elemanının döndürme (tahrik) dişlisine sarıldığı nokta-da elde edilir.
Her çeşit zincirli götürücüde, dönme hareketinin -zincir dişlisi aracılığıyla- zincire iletilmesi sırasında ortaya çıkan dinamik kuvvetler, yukarda açıklanan biçimde belirlenen statik kuvvetlere eklenmelidir.
Zincirin (ya da zincirlerin) harekeü'ndeki düzensizlikler, dinamik gerilmelerden ileri gelir. Genel olarak, zin-cirli döndürmenin zincir dişlileri, sabit bir açısal hız oranına sahip değildirler ve dolayısıyla, zincirin dğrusal (li-neer) hızı da düzensizdir. Bunun nedeni zincirin dişli çevresine ya da alın yüzeyli kasnağa bir bölüm dayiresi (pitch circle) biçiminde değil, fakat bölüm poligonu (pitch polygon) biçiminde satılmasıdır. Bu olaya halat etkisi (chordal action) denir. Zincirin vurma (pulsation) hareketi sırasında meydana gelen düzensizliğin devri (peryo-7-49
GÖTÜRÜCÜLER
du), zincir dişlisinin (ya da alın kasnağının) bir diş dönmesine karşılık olan açıyı çizmesi için gerekli zamana eşit-tir.
F.n yüksek dinamik gerilme, zincir dişlisi dişinin bir sonraki zincir baklası ile kavrama durumuna gelişi (alın yüzeyli bir kasnakta kasnak köşesinin) sırasında ortaya çıkar.
F.n basit biçimde, dinamik gerilmenin nasıl doğduğunu görelim.
Şekil. 48 bir zincir dişlisi ya da alın yüzeyli bir kasnak çevresinde yürüyen bir zinciri şematik olarak göster-mektedir. Resimde gösterilen durumda çekme kuvveti, 1' zincir baklası ile kavrama durumunda bulunan 1 dişli aracılığıyla iletilmektedir. Zincir dişlisi döndükçe, 2 dişlisi 2' baklası ile, 3 dişlisi de 3' baklası ile kavrama duru-muna gelecektir.
1 Vb=V
Vb
Şekil. 48- Zincir dişlisi çevresinde dönen zincir
Zincir dişlisinin sabit bir co açısal hızında, dişin çevresel hızı saibt kalır. Yani vo = Rco. Zincir hızı ise (hare- ,«^ , ket yaklaşık olarak öteleme hareketidir): V jffl
H'i ı İt.' • ''
v' = vo coscp = R co coscp olur.
Burada <p, 01 = R ışını ile Oy ekseninin meydana getirdiği değişgen açıdır.
(50)
Demekki, zincir dişlisinin, zincirin 1 adımına (t1) karşılık olan ao açısı kadar dönmesi için gerekli tç, peryodu boyunca v' olan hızı, bir kosinüs eğrisinin bir bölümünü temsil eder (Şekil. 49).
Zincir hızı.
maks = Vo = RCO (51)
olan en yüksek değerine cp = 0 iken ulaşır.
- « o v e Oo
7-50 2 2
t*V ttfcV
ıı r »ı
GÖTÜRÜCÜLER değerlerine karşılık olan en düşük zincir hızı ise,
v'min = R Cû COS ^ 2 . dİT.
2 (52)
Şekil. 48 de, Oo açısını çizen zincir dişlisinin başlıca üç konumu gösterilmiştir. 1 baklasının kavrama anı (<p = -— ), orta durumu ((p = 0), ve çözülme anı ( cp = ^2. ).
Zincirin ivmesi, hızın zamana göre birinci türevi ya da jo = R co2 değerindeki merkezcil ivmenin zincirin hare-keti doğrultusunda alınmış izdüşümü (teğetsel ivme sıfırdır) olarak
j' = -jo sin <p = -Rco2 sin <p bulunur. (53)
Zincirin ivme diyagramı Şekil. 49 da gösterilmiştir, ivme <p = 0 (v' = v'maks) değerinde sıfır olur ve (p = - — i l e <p=Ü2- değerleri için en yüksek (mutlak) değerine varır.
2 2
j'maks = ± (54)
Şekil. 49- Zincirin hız ve ivme diyagram
2. Zincirdeki Dinamik Yükler
Şekil. 49 daki diyagramdan görüldüğü üzere, ^ başlangıç periyodunun (devrinin) sonunda ve bunu izleyen periyodun başlangıcında -zincir dişlisinin dişi izliyen b aklayla kavrama durumuna geldiğinde- ivme, ani olarak
"j'maks dan + J maks a s ı c r a r- Yani 2j'r a a k s kadar artar. Götürücünün hareket eden parçaları ile yükün indirgenmiş kütlesi m ile gösterilirse, bu andaki dinamik etki (gerilme) 2mj'm a k s olur. Kuvvet ani olarak etkidiği için iki katlı bir çekme kabul edilebilir. Bu nedenle, teorik dinamik etki JA = 2x2mj'maks olarak alınır.
J'A = mj'm a k s atalet kuvveti t,, periyodunun son anında etkidiğinden, zincir hareketinin yönünde ve eksi değer-dedir. Bu nedenle, ani dinamik etkiye eklenmesi gerekir.
Sonuç olarak, Sst zincirin (ya da zincirlerin) gergin tarafındaki (profil yöntemiyle belirlenmiş) statik çekme kuvveti ve Sd i n teorik dinamik çekme kuvveti iseler, toplam teorik çekme etkisi,
Sdjn - Ss l JA - J A
= SSI + 2x2mj' - mj'm a k s = Sst + 3 mj'm a k s olur. (55)
7-51
GÖTÜRÜCÜLER Burada,
60 ;
2 2R z f
v = Ortalama zincir hızı, m/sn n = Zincir dişlisi hızı. d/dak z = Zincir dişlisi diş sayısı t' = Çekme zincirinin adımı (54) numaralı eşitlikten
J maks_ İn2 v2 = 2Tı2 v = 27t2 v2
z211 z (zf) (Zf)2 elde edilir. (56)
3. Dengeleme Çarkları
Götürücü çekme zincirindeki dinamik etkiler, onlara gelen yükleri arttırdıklarından, yalnız dayanıklı ve ağır zincirlerin kullanımını gerektirmekle kalmazlar. Aynı zamanda, malzeme yorulması nedeniyle bunların çalışma ömürünü de kısaltırlar. (56) denkleminden de görüleceği gibi, zincir adımı ile hızı arttıkça ve zincir dişlisi diş sa-yısı (alın kasnağı yüzey sasa-yısı) azaldıkça dinamik gerilmelerin etkisi artmaktadır. Bu nedenle yukarda sayılan du-rumlar ortaya çıktığında özel dengeleme çarkları kullanmak uygun olacaktır. Bu düzenler zicnir hareketindeki düzgünsüzlükleri önemli ölçüde azaltır.
9. GÖTÜRME MAKİNALARININ ANA BÖLÜMLERİ