Odevsitesi Com 31972

(1)

HİDROLİK KUMANLI LAMELLİ KAVRAMA PROJESİ

(Hesaplama , Teknik Resim , Model

(Hesaplama , Teknik Resim , Model İmalatı)

İmalatı)

1. GİRİŞ 1. GİRİŞ

Şekil 1.1 :

Şekil 1.1 : Hidrolik kumandalı lamelli kavramaHidrolik kumandalı lamelli kavrama

Bu kavramalar devreye girmesi için gerekli olan kuvvet basınçlı yağ ile elde Bu kavramalar devreye girmesi için gerekli olan kuvvet basınçlı yağ ile elde edilmekte

edilmektedir. Mil dir. Mil içinde açılan kanallardan basınç altında ince yağ içinde açılan kanallardan basınç altında ince yağ silindire iletilerek silindire iletilerek p

pistoistonu nu hareharekete kete geçgeçirir. irir. BöylBöylece ece lamelameller ller birbibirbirine rine bastbastırılaırılarak rak kavkavrama rama devdevreyereye gir

girmiş miş oluolur. r. Bir Bir vanvana a veveya ya veventintil l yayardırdımı mı ile ile yayağ ğ tetekrakrar r yağ depoyağ deposunsuna a akakmamasısı sağlanarak, yağın pistonu geri itmesi ile kavrama devreden çıkar.

sağlanarak, yağın pistonu geri itmesi ile kavrama devreden çıkar. Bu

Bu kavrkavramaamaların ların ayaayarlanrlanmasımasına na geregerek k kalmkalmadaadan n lamelamellerdllerde e meydmeydana ana gelegelenn aşınma pistonun ilerlemesi ile sağlanır. İletilecek moment

aşınma pistonun ilerlemesi ile sağlanır. İletilecek moment yağ basıncına bağlı olarak yağ basıncına bağlı olarak ayarlana

ayarlanabilir. Sıvı bilir. Sıvı devresinddevresinde reçineleşmeyen ve viskozitesi sıcaklıkla e reçineleşmeyen ve viskozitesi sıcaklıkla çok az çok az değişendeğişen ince bir yağ kullanılır.

(2)

Bu tip kavramalar; ağır takım tezgahlarının, ekskavatör gibi ağır iş makinalarının ve gemi tornistan mekanizmalarının kumanda kavramaları olarak geniş ölçüde uygulanmaktadır. Ayrıca otomatik devrelerde de kullanılabilir.

Hidrolik kumandalı kavrama için hidrolik devre şeması şekil 1.2`de görülmektedir. Bir yağ pompası (c) yağı yağ deposundan (a) çekerek bir filtre (b) üzerinde sistemin içine basar. Gerekli olan işletme basıncı, bir yağ basıncı ayar ventili (e) nin şemada gösterildiği şekilde kavrama (k) devre dışıdır.

Şekil 1.2 : Hidrolik kumandalı lamelli kavrama için hidrolik devre şeması a – Yağ deposu

b – Filtre c – Pompa

d – Basınç kontrol (emniyet) valfi e – 3/2 yön kontrol valf

f – Döner bağlantı k – Kavrama

(3)

VERİLENLER P = 25 BG , n = 1500 d/d 2. GENEL BOYUTLANDIRMA n P M _b =71620 _em b b b W M τ τ = ≤ 16 3 d W _b =π _em i d e

_P

r

F

P

≤ − = ) ( 2 2 π b k k M M ≥ . _k≥1 M _k = F _eµ r _m z ) ( ) ( 3 2 2 2 3 3 d d i d m r r r r r − − = 2 i i d r = 2 d d d r = z =₂× Dış lamel sayısı ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ _ _ min _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ .) ( _ ) ( _ 2 2 2 3 2 cm yarıçapı iç lamelin Dış r cm çapı iç lamelin Dış D cm yarıçapı dış lamelin İç r cm çapı dış lamelin İç D cm yarıçapı yüzeyi sürtünme Ortalama r sayısı yüzeyi Sürtünme z katsayısı sürtünme arası Lameller katsayısı emniyet de ileti Güç k daNcm momenti Kavrama M cm daN basıncı emniyet yüzey Maksimum P daN kuvveti itme Eksenel F cm daN basıncı Yüzey P cm daN gerilmesi emniyet kayma Maksimum cm momenti mukavemet Burulma W cm daN gerilmesi Kayma d d sayısı Devir n BG gücü Motor P daNcm momenti Burulma M i i d d m k em e em b b b µ τ τ 2. 1. Yay hesabı :

(4)

k W M _em b b b τ τ = ≤ 2 D F M _b = 16 3 d W _b =π 2 D f =φ D_d = D+d b I G F D i 2 2 π φ = 64 4 d

I _b =π i_top =i+1,5 L =itop .d +0,17.d .i+ f

) ( _ _ ) ( _ ) ( mod _ ) ( _ _ ) ( _ _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ 4 2 2 3 2 mm çapı dış Yayın D sayısı Sarım i mm momenti k eylemsizli Düzlemsel I mm N ülü Kayma G mm çapı sarım Ortalama D açısı Burulma mm değişimi Şekil f katsayısı Emniyet k N kuvveti itme yay Eksenel F mm N gerilmesi emniyet kayma Maksimum mm momenti mukavemet Burulma W mm N gerilmesi Kayma Nmm momenti Burulma M d b em b b b φ τ τ 2. 2. Kama hesabı : 2 D F M _b = _t G em t ez P l t h F P ≤ − = ). ( ₁ em t k _b_l F τ τ = ≤ . ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( sin _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ ) ( _ 1 2 2 2 2 mm yüksekliği kalan içinde mil Kamanı t mm genişliği Kama b mm yüksekliği Kama h mm boyu Kama l cm çapı Mil D cm daN basıncı emniyet yüzey maksimum i malzeme Göbek P daN kuvvet Teğetsel F cm daN basıncı Yüzey P cm daN gerilmesi emniyet kayma Maksimum cm daN gerilmesi Kayma daNcm momenti Burulma M G em t em k b τ τ 2. 3. Isınma Kontrolü : z t M W _h _kω _R 2 1 = 30 n π ω = Q_h =10W _k Q_k = A_k_α_k ∆t ∆t =t _k −t _ç

(5)

) ( _ ) ( _ ) . . ( _ ) ( _ ) / ( _ ) / ( _ ) / ( _ _ ) ( _ ) 1 ( _ ) / ( _ ) ( _ 2 2 C sıcaklığı Ortam t C sıcaklığı Kavrama t h C m j katsayısı iletkenlik ısı Kavramanın m yüzeyi soğutma Kavramanın A h j ısı atılan dışarı Kavramadan Q h j değeri ısı işinin Sürtünme Q d d sayısı Devir n gireceği devreye defa kaç saatte Kavramanın z s zamanı girme devreye Kavranın t s hız Açısal h daNm işi Sürtünme W daNm momenti Kavrama M ç k k k k h R h k ° ° ° α ω 3. KABULLER 3. 1. Genel Kabuller : Mil malzemesi st-50 ( 2 150daN cm em = τ )

Güç iletiminde emniyet katsayısı seçimi ; Elektrik motoru için _k₁ =0,25

İvmelenen kütleler küçük ve hareket düzgün için _k₂ =1,2 _{( vantilatörler, pompalar,}

tezgahlar)

2 1 k k

k = + k =0,25 +1,2 k =1,45 Lameler çelik malzeme ve konstrüksiyon gereği ;

dış lamelin iç çapı D_i =101 mm

iç lamellin dış çapı D_d =125 mm

Çelik lameller arası sürtünme _µ=0,05

Çelik lamel için emniyetli yüzey basıncı 2

20daN cm

P _em =

3. 2. Yay hesabı :

Yay malzemesinin kopma gerilmesi 2 1300 N mm

K = σ

Yay malzemesinin kayma modülü 2

80000 N mm

G =

(6)

25 , 1 =

k _{tahmini olarak}

Konstrüksiyon gereği yayın ortalama çapı D =10 mm

3. 3. Kama hesabı :

Kamalı bağlantı olarak feder kullanılacaktır.

Flanş (göbek) malzemesi St-50 , emniyetli yüzey basıncı 2 600daN cm

P

G

em =

Feder malzemesi St-60 , emniyetli kayma gerilmesi 2 300daN cm em = τ mm t mm h mm b tablodan için çapı mil mm d =35 =10 , =8 , ₁ =4,7 3. 4. Isınma Kontrolü : . 8 , 0 s

t _R = _{`de ve saatte} z =₈ defa devreye girebileceği bir makinede kullanılacağı

düşünülürse, ( α _k =8×104 j m2.°C .h)

Ortam sıcaklığı 20 °C ` tır.

4. ÇÖZÜM

4. 1. Genel Hesaplama :

Mildeki Döndürme Momenti :

n P M _b =71620 1500 25 71620 = b M M b =1193 ,667 daN .cm. Burulma Gerilmesi : em b b b W M τ τ = ≤ em b d M τ π ≤ 16 3 em b M d τ π 16 3 _≥ 150 667 , 1193 16 3 π × ≥ d 529 , 40 3 _≥ d . 435 , 3 cm d ≥ . 35 , 34 mm d ≥ Mil çapı 35 mm. seçilir. ( d = 35 mm. )

İletilen Kavrama Momenti :

b k k M M ≥ . M _k ≥1,45×1193 ,667 . . 818 , 1730 daN cm M _k = Yüzey Basıncı :

(7)

em i d e

_P

r

F

P

≤ − = ) ( 2 2 π

Eksenel İtme Kuvveti :

) ( _d2 _i2 em e P r r F = π − Burada , . 25 , 6 . 5 , 62 2 125 2 mm r cm d r d _d d = = = ⇒ = . 05 , 5 . 5 , 50 2 101 2 mm r cm d r i _i i = = = ⇒ =

(

)

daN F daN r r P F _e = _em_π( _d2 − _i2) = 20_π(6,25)2 −(5,05)2 = 851,999 ⇒ _e =852 Kavrama Momenti : z r F M _k = _eµ _m

Ortalama Sürtünme Yüzey Yarıçapı :

(

)

(

(6,25) (5,05)

)

5,672 . ) 05 , 5 ( ) 25 , 6 ( 3 2 ) ( ) ( 3 2 2 2 3 3 2 2 3 3 cm r r r r r r _m d d i d m ⇒ = − − = − − =

Sürtünme Yüzey Sayısı :

163 , 7 672 , 5 05 , 0 852 818 , 1730 = × × = = m e k r F M z µ z =8 alınır . Lamel Sayısı : sayısı lamel Dış z =₂× _olduğundan;

Dış Lamel Sayısı = 4 adet , İç Lamel Sayısı = 5 adet

4. 2. Hidrolik Basınç : 2 2 5 2 5 1 1 , 10 1 , 1 1 , 10

1 bar = Pa Pa = N m bar = N m bar = daN cm

2 2 2 2 2 20 ) 05 , 5 25 , 6 ( 852 ) (r r P daN cm F P i d e _⇒ ₌ − = − = π π

(8)

Lamellerin kapanması için gerekli hidrolik basınç P _L = 20 bar _{`dır. Hidrolik sıvısını} geri çekmek için 4 adet yay kullanılacaktır. Yaylara uygulanacak basınç P _Y = 2 bar _`dır. Toplam hidrolik basınç;

bar P

P

P = _L + _Y =20+2 =22

4. 3. Yay Hesabı:

Yaylara Gelecek Eksenel İtme Kuvveti :

daN F e 85,2 20 2 852 × ₌ =

Bir yaya gelecek eksenel itme kuvveti :

N F daN F F yay yay e e e 21,3 213 4 2 , 85 4 = = ⇒ = =

Yay Malzemesinin Emniyetli Kayma Gerilmesi :

2 650 1300 5 , 0 5 , 0 _K _em N mm em= σ = × ⇒ τ = τ

Yayın Burulma Gerilmesi :

k W M _em b b b τ τ = ≤ 3 3 8 1 6 2 em e em e k D F d k d D F y a y y a y τ π τ π = ≤

Yay Sarım Çapı :

mm d k D F d em e yay 19 , 2 650 25 , 1 10 213 8 8 3 3 ⇒ = × × × × = = π τ π

Yay sarım sayıları standardına göre; d =2,2 mm _alınır.

Yayı Şekil Değiştirmesi (Kısalma) :

4 3 4 2 2 8 2 64 4 2 4 2 Gd F i D f D d G F D i D I G F D i D

f yay e yay eyay

b e = ⇒ = = = π π π φ

Yay Sarım Sayısı :

6 , 6 213 10 8 2 , 2 80000 6 8 3 4 3 4 = × × × × = = yay e F D d G f i

(9)

Toplam Sarım Sayısı : . 9 1 , 8 5 , 1 6 , 6 5 , 1 i alınır i i_top = + = + = ⇒ _top =

Toplam (Serbest) Yay Uzunluğu :

. 28 . 27 , 28 6 6 , 6 2 , 2 17 , 0 2 , 2 9 . . 17 , 0 .d d i f mm L mm i L = _top + + = × + × × + = = Yayın Dış Çapı : mm d D D_d = + =10 +2,2=12,2 4. 4. Kama Hesabı :

Kamaya Gelen Teğetsel Kuvvet :

daN F D M F _t b _t 682,1 5 , 3 667 , 1193 2 2 = ⇒ × = =

Göbek Ezilme Basıncı :

G em t ez P l t h F P ≤ − = ). ( ₁

Göbek Ezilmesine Göre Feder Uzunluğu :

. 35 445 , 3 600 ) 47 , 0 8 , 0 ( 1 , 682 ). (h t ₁ P l l cm l mm F l G em t _⇒ _≥ _⇒ ₌ − ≥ ⇒ − ≥ Kesme Gerilmesi : em t k _b_l F τ τ = ≤ .

Kesme Gerilmesine Göre Feder Uzunluğu :

mm l cm l l b F l em t 23 274 , 2 300 1 1 , 682 . = ⇒ ≥ ⇒ × ≥ ⇒ ≥ τ

Feder uzunluğu l = 35 mm .alınır.

(10)

Sürtünme İşi : h daNm z t M W _h _k _R 17,3 157,08 0,8 8 8695,95 2 1 2 1 = × × × × = = ω s n 1 08 , 157 30 1500 30 = = =π π ω

Sürtünme İşinin Isı Değeri :

h daNm W

Q_h =10 _k =10 ×8695,95 =86959 ,5

Kavramanın ısı dengesinin var olabilmesi için Qh =Qk olmalı. Kavramadan Atılan Isı :

t A Q_k = _k_α_k ∆ 2 2 2 2 2 43983 4 ) 40 160 ( 160 50 4 ) ( mm d d D b A_k = × + d − i = × π +π − = π π 2 044 , 0 m A_k ≅ Isı Farkı : C t A Q t k k k _⇒ _∆ ₌ _° × = = ∆ ₂₄_,₇ 80000 044 , 0 5 , 86959 .α Kavrama Sıcaklığı : C t t t t t t t = _k− _ç ⇒ _k =∆ + _ç = + _k = ° ∆ ₂₄_,₇ ₂₀ ₄₄_,₇

.

6 0

7,

4 4

_C

_{o l d u ğ u n d a}

_{k a v r a m}

_{s ı c a k}

_{u y}

t

_k

=

°

〈

°

(11)

KAYNAKÇA

 Atilla Bozacı, İlknur Koçaş, Özgen Ü. Çolak.

Makina Elemanlarının Projelendirilmesi

 İsmail Cürgül.

Çözümlü Makina Elemanları Problemleri

 Mustafa Akkurt.

Makine Elemanları Cilt I - II

 İsmail Cürgül.

Makine Elemanları Cilt I – II

 Hikmet Rende.

Makine Elemanları Cilt I – II

 The Carlyle Johnson Machine Company, LLC

www.carlylejohnson.com

 Ortlinghaus the technology of controlled toque