RTBAT ELEMANLARI Kaplinler Kavramalar rtibat elemanlarnn grevi bir

İRTİBAT ELEMANLARI (Kaplinler, Kavramalar) İrtibat elemanlarının görevi bir makinada döndüren eleman (motor) ile döndürülen bölüm ya da bölümler (iş makinası) arasındaki güç iletim hattında iki mil ucu arasında enerji iletimi bağının sağlanması, birçok halde de bu iletimin kontrolüdür. Bu amaç ile kullanılan elemanlara kavrama denir. Bazı yayınlarda kavramalar kaplin ve kavrama adı altında iki ayrı grupta verilmektedir. Bu ayrım İngilizce yayınlardaki “coupling” ve “clutch” ayrımına dayanmaktadır. Diğer bir deyişle çalışma sırasında bağlanıp çözülebilen kaplinler kavrama denilmektedir. Kaplinlerin görevlerini dört ana grupta toplayabiliriz. v Milleri birbirine bağlamak ve ayırmak, v Kuvvetleri ve momentleri iletmek v Mil eksenleri arasındaki düzgünsüzlükleri gidermek v Darbeleri ve titreşimleri sönümlemek.

KAPLİNLER Rijit Kaplinler Zarflı Kaplinler Flanşlı Kaplinler Alın Dişli Kaplinler Zarflı OK Kaplini Esnek Kaplinler Kinematik Bağlı Kaplinler Oldham Kaplini Dişli Kaplinler Kardan Kaplini Hidrolik Kaplinler Elastik Kaplinler Lastik Yay Elemanlı Elastik Kaplinler Madensel Yay Elemanlı Elastik Kaplinler Elastik Manşonlu Kaplin Helisel Yaylı Kaplinler Rupex Kaplini Çok Tabakalı Yaprak Yaylı Kaplin Kado Kaplini Voith-Maurer Kaplini Periflex Kaplini Bibby Kaplini

KAPLİNLER Kaplinlerde irtibat , mekanik bağ ile gerçekleştirilir. Bu nedenle iki mil arasındaki irtibatı sağlamak veya kesmek, mekanik bağlantı elemanının takılıp sökülmesi ile yapılır. Bu da ancak mil dururken mümkündür. Kaplin tiplerini belirleyen esas unsur mil eksenleri arasındaki düzgünsüzlüktür. Montaj veya çalışma sırasında meydana gelen bu düzgünsüzlükler; Açısal, radyal, eksenel ve burulma açısı şeklinde olabilir.

Kaplinlerde önemli olan, bağlantısı yapılacak iki milin eksenlerinin aynı doğrultuda olmasıdır. Düzgünsüzlükler montaj hataları veya ısıl uzamalar nedeniyle mil eksenleri arasında oluşan sapmalardan dolayı meydana gelir. Düzgünsüzlüklerin ortadan kaldırılmasına yardımcı olmak amacıyla montaj sırasında şekilde gösterilen lazer-şaft ayar cihazları kullanılmaktadır.

1)Rijit kaplinler: Herhangi bir düzgünsüzlüğü karşılamayan kaplinlerdir. 2)Elastik kaplinler: Bir veya birkaç düzgünsüzlüğü karşılayan kaplinlerdir. Bu kaplinler; Esneklik kinematik bir irtibat yardımıyla sağlanıyorsa Kinematik bağlı (Mafsallı) kaplin, Esneklik elastik bir eleman vasıtasıyla sağlandığı takdirde Esnek elemanlı elastik kaplin, Esneklik sıvı koymak suretiyle elde edildiği takdirde Hidrolik kaplin adını alır.

RİJİT KAPLİNLER Rijit kaplinler, iki mil ucunu rijit (katı) bir şekilde birbirine bağlayan elemanlardır. Bazı uzun millerin gerektiği uygulamalarda bu millerin birkaç parçanın uç uca bağlanması ile oluşturulması, gerek imalat gerekse montaj kolaylığı açısından daha uygundur. Bu mil parçalarının birbirine bağlantısında genellikle rijit kaplinler kullanılır. Örnekler: • Gemilerde motor ile pervane arasında kullanılan miller • Köprülü krenlerin tahrik sistemlerinde kullanılan bazı miller • Bazı tekstil makinalarında birbirine benzer bir dizi ünitenin tek motorla tahriki durumunda kullanılan uzun miller

Rijit kaplinler mil eksenleri arasındaki düzgünsüzlükleri karşılamadıklarından bağlantı yerinde tepki kuvvetleri ve momentler meydana gelir. Bu nedenle millerin çok titiz bir şekilde merkezlenmesi gerekir Alçak devir sayılarında ve nispeten küçük düzgünsüzlüklerin söz konusu olduğu yerlerde kullanılabilir. Rijit kaplin ile birbirine bağlanan iki mil, tek parça bir mil gibi görev yapar. Bu kaplinler bir milden diğer bir mile sadece moment iletmezler, aynı zamanda sistemde meydana gelen eğilme momentini ve eksenel kuvveti de iletirler. Kavramayı zorlayan bu ek moment ve kuvvetlerin değerini azaltmak için rijit kavramaların mümkün olduğu kadar milleri taşıyan yataklara yakın yerlere yerleştirilmesi gerekir.

Rijit kaplinlerin Burçlu kaplin, Zarflı kaplin, Flanşlı kaplin, Alın dişli (Hirth) kaplin, Basınçlı yağ yardımı ile bağlanan zarflı OK Kaplini, Germeli zarflı kaplin şeklinde çeşitleri vardır. Zarflı Kaplinler Bu kaplin eksen boyunca bölünmüş iki yarım zarftan oluşur. Her iki zarf yarısı mil uçlarına takıldıktan sonra cıvatalarla sıkılır. Bunun sonucunda mil ile kaplinin iç yüzeyi arasında bir basınç meydana gelir. Aslında bir sıkma geçme olan bu bağlantıda momentin sürtünme iletildiği kabul edilir. Emniyet önlemi olarak zarf ile mil arasına uygu kaması konmaktadır. Dökme demir veya dökme çelikten yapılırlar Kavrama, dökme demir malzemeden tek parça dökülür ve işlenir. Göbek, mil çapına uygun olarak işlendikten sonra kırılarak ya da kesilerek iki parçaya ayrılır.

d<25 mm L=5*d D=4*d d≥ 25 mm L=(3, 5 -5)*d D=(2 -4)*d Mkb: Kaplinin ilettiği moment z 1: Mil ucu başına düşen cıvata sayısı z: 2* z 1 Toplam cıvata sayısı L: Kaplinin milde oturduğu kısmın uzunluğu Fn 1: Cıvata başına düşen normal kuvvet µ: Sürtünme katsayısı (0, 15 -0, 2) Fn=p*d*L= z 1* Fn 1 Ms= µ*p*π*d*L* Ms= z 1* Fn 1* µ*π* Ms≥Mkb Fn 1≥

Flanşlı Kaplinler Her iki milin ucuna takılan birer flanştan meydana gelir. Flanşlar millere monte edildikten sonra civatalarla birbirine bağlanır. Milleri merkezlemek amacıyla flanşların birine merkezleme faturası diğerine de bu faturanın gireceği bir yuva yapılır veya her iki flanş merkezleme faturalı yapılıp flanşlar arasına iki parçalı merkezleme bileziği konur. İlk konstrüksiyonda flanşı sökebilmek için flanş veya flanş-mil sisteminden biri eksenel yönde kaydırılmalıdır. Merkezleme bilezikli konstrüksiyonda bu gereksinim yoktur. Çok ender olarak mil ile tek parça olarak üretilmiş flanş sistemi de kullanılır.

Merkezlemeli flanşlı kaplin Merkezleme bilezikli (bilezik iki parça) flanşlı kaplin Mil ile tek parça merkezlemeli flanşlı kaplin

Flanşları birbirine bağlayan civatalar boşluklu veya boşluksuz olarak takılır. boşluklu montaj halinde moment iletimi civataların sıkışmasıyla temas yüzeyleri arasında oluşan sürtünme ile olur. Fn 1: Her civatanın meydana getirdiği normal kuvvet z: Cıvata sayısı d 0: Temas yüzeylerinin ortalama çapı d 0= Ms=µ. z. Fn 1. d 02≥ Mkb Fn 1≥

Civataların boşluksuz olarak takıldığı durumda moment iletimi cıvata gövdeleri üzerinden yapılır. Mkb=z. F 1. d 02 olup civatalar F 1= Kuvvetiyle kesilmeye zorlanır. d 0=(D+d 1)2 D: Flanşların dış çapı d 1: merkezleme faturasının çapı

Alın Dişli(Hirth) Kaplin Birbirine bağlanacak içi delik miller alınlarındaki üçgen şeklindeki dişler yardımıyla birbirine geçer ve çözülmemeleri için civatalarla eksenel yönde gerilirler. Alın dişli kaplinler kendilerini merkezleme özellikleri nedeniyle yüksek moment ve hıza sahip endüstriyel makinalarda kullanılırlar.

İyi yönleri: Kendi kendini merkezler, Büyük güçleri iletebilir, Çalışırken ayrılabilir Kötü yönleri: Yağlama gerektirir, Pahalıdır

Zarflı OK Kaplini SKF firması tarafından geliştirilen OK kaplini bir dış kovan ve birde iç gömlekten (zarf) meydana gelir. Gömleğin içi silindirik dışı ise hafif koniktir. Dışı silindirik olan kovanın da içi gömleğe uygun şekilde koniktir. Gömlek mile geçirildikten sonra kovan üzerine sürülür ve gömlek ile kovan arasına yüksek basınçla yağ basılır ve kovan eksen yönünde itilerek kavrama sıkıştırılır. Kovan gömleğin üzerinde tırmanırken gömleği büzer ve mili sıkmasını sağlar Bu kavramada dış çap – delik çapı oranı 1, 5… 1, 8 civarındadır. 7. kalitede işlenen (torna işçiliği) mil uçlarına takılır. Nispeten büyük çaplı millerde kullanılan bir kavramadır. Yüzey basıncı (≈ yağ basıncı) 80… 90 N/mm 2 civarındadır. Koniklik 1/80 dir.

Bilezikli Kaplin Bilezikli kaplin, α açısı 2. . . 3° kadardır a) Konik bilezikler, b) Zarf üst yarısı, c) Zarf alt yarısı, e, f) Bağlanan miller. Uygu kaması ek emniyet için yerleştirilmiştir

ESNEK KAPLİNLER Esnek kaplinler millerin sapmalarına izin verir. Bu nedenle bu kaplinler, rijit kaplinlere göre pratikte daha çok kullanılmaktadır. Esneklik kinematik Bağ veya elastik elemanla sağlanır. Bu kaplinler, dinamik davranışları bakımından birbirinden tamamen farklıdır. Kinematik bağlı kaplinlerin dinamik davranışları, döndüren ile döndürülen mil eksenleri arasındaki radyal aralığa ve eğilme açısına bağlıdır. Sistemdeki titreşimleri ve darbeleri söndürmez. Buna karşın elastik kaplinler, bağlantı elemanının elastikliğine bağlı olarak sönümlemeye sahip olup darbeleri ve titreşimleri karşılar. Esnek kaplinlerin mil düzgünsüzlüklerini karşılama durumları

KİNEMATİK BAĞLI KAPLİNLER Bu kaplinler sistemdeki titreşim ve darbeleri söndürmezler. 3 tip kinematik bağlı kaplin vardır. Bunlar: a) Oldham kaplini b) Dişli kaplin c) Kardan kaplini

Oldham Kaplini Eksenleri paralel fakat birbirinden bir miktar kaçık olan milleri bağlamakta kullanılır. Bu kaplin 3 parçadan oluşmaktadır. Millere bağlanan kaplin flanşlarının alın yüzeylerine çapsal doğrultuda ve dikdörtgen şeklinde birer girinti, ortada bulunan diskin her iki alın yüzeyinde çapsal doğrultuda birbirine dik iki çıkıntı bulunmaktadır. Eksenler arasında radyal ve eksenel, çok az miktarda da açısal düzgünsüzlükler karşılanabilir.

Kaplin boyutları D=(3… 4). d ve h=0, 3. d alınabilir. Bu kaplinler çelikten yapılırlar. Kaplin parçaları arasında hareket olduğu için yüzeylerin temizliği önemlidir. Bu kaplinler 100 saatlik çalışma süresinin sonunda ara diskteki yağlama deliğinden yağlanırlar. Kaplin imalatçı firmaların kataloglarından seçilir. Kayma yüzeyleri arasındaki basınç yayılışı şekildeki gibi alınırsa. F=(p. D. h)/4 L=(D/3) Mkb=2. F. L=(p. D. h. L)/2=(p. D 2. h)/6 p=(6 Mkb)/(D 2. h)≤pem pem=(1, 5…. 2)da. N/mm 2 (55…. . 60 HRC’lik yüzeyler için)

Şekilde parçaları birbirinden ayrılmış halde perspektif resmi verilmiştir. a ve b millere takılı kavrama göbekleri (diskleri), c ise ara disktir. Disklerdeki girinti ve çıkıntılar şekil bağı sağlar. Kavramadaki üç diskin de açısal hızı aynı olmak zorundadır.

Ara diskin kendi ekseni etrafındaki açısal hızı, ortak açısal hız ω’ ya eşit olduğu halde bu diskin merkezi a kadar bir çapa sahip ve her iki eksene teğet bir çember üzerinde 2ω açısal hızı ile döner. Bunun sonucu olarak Fm=mc. ( 2ω)2. a/2= 2 mc. ω2. a büyüklüğünde bir merkezkaç kuvvet oluşur ve bu kuvvet girinti ve çıkıntıların üzerinden millere aktarılarak paylaşılır.

Dişli Kaplinler Mil uçlarına takılan birer dişli ve bunları irtibat haline getiren ve iç kısmı dişli olan bir manşondan meydana gelmektedir. Dişlerin üst ve yan kısımlarına verilen küresel şekil ve dişler arası bırakılan boşluk sayesinde kaplin, miller arasındaki eksenel, radyal ve açısal düzgünsüzlükleri karşılayabilir. Manşon küçük kuvvetler söz konusu ise tek parça halinde büyük momentlerde ise birbirine cıvata ile bağlanan iki parça halindedir. Kaplinin dişli kısımları sementasyon, ıslah ve alaşımlı çeliklerden yapılmaktadır. Dişlerin yüzeyi sertleştirilip, taşlanır.

Radyal Açısal Eksenel

Düzenleme bakımından dişli kaplinler tek veya bir ara mil ile birlikte çift olarak kullanılırlar. Bir kaplin yarısının eğim açısı α olursa, tüm kaplinin karşılayabileceği eğim açısı “sapma” düzenleme şekline göre α veya 2α olur. α≈1 civarındadır. Yağlama çok büyük önem taşımakta olup düşük hızlarda katıklı gres, yüksek hızlarda ise katıklı madensel yağ ile yapılmaktadır. Gres ile yağlamada kaplin içindeki boş hacim tamamen gres ile doldurulmaktadır. Madensel yağ ile yağlamada boş hacim en çok yarısına kadar yağ ile doldurulur. Yağın dışarıya sızmaması ve dışarıdan toz, pislik vb. yabancı maddeler girmemesi için sızdırmazlık kullanılır. Dişlilerin kavrama açısı genellikle 20 dir. Ancak mukavemeti arttırmak amacı ile kavrama açısı 40 yapılmış olan kaplinlerde mevcuttur.

Pratikte daha az kullanılan bir dişli kaplin tipi de zincirli kaplindir. Bu kaplinlerde her iki mil ucuna takılmış olan zincir dişli çarklar arasındaki irtibat iki sıralı zincir ile sağlanmaktadır. Mil eksenleri arasındaki düzgünsüzlükler dişler ile zincir arasındaki boşluk tarafından karşılanmaktadır. Dişli zincir (sessiz zincir ) kullanılan tipleri de vardır.

Kardan Kaplini Mil uçlarına takılan çatal şeklinde iki parça ve genel olarak haç şeklindeki bir ara elemanından oluşan bu kaplin çatalların ara elemana bağlanmasıyla eksenleri birbirine dik iki mafsal meydana getirir. Kardan kaplini eksenleri arasında büyük eğim açısı bulunan milleri birbirine bağlamaya imkan verir. Bu sayede eksenel, radyal ve açısal düzgünsüzlükleri karşılayabilirler. Mafsal yatakları kaymalı veya rulmanlı yatak, özellikle iğneli yatak, şeklinde olabilir.

Döndüren mil ω1 açısal hızı ile dönüyorsa döndürülen milin açısal hızı: döndüren milin dönme açısı (φ1) ve eğim açısı α’ya bağlı olarak değişkendir. Döndüren milin dönme açısı(φ1); φ1=0 o ve 180 o için Cos φ1=1 ve ω2=(ω1/cosα) yani maksimum; φ1=90 o ve 270 o için Cos φ1=0 ve ω2=cosα. ω1 yani minimum değerlerini alır. Böylece döndürülen milin hızı bir devirde iki defa maksimum ve iki defa minimum değerden geçer.

Buna bağlı olarak milin mafsallarında meydana gelen kuvvet ise: F 2 max=F 1/ cosα ; F 2 min=F 1. cosα değerleri arasında değişecektir. Genellikle α=5 o. . 15 o alınması önerilir, çok düşük hızlarda α=45 o ye kadar izin verilir. Döndürülen mildeki açısal hız değişkenliğinin önüne geçmek için bir ara mil yardımı ile birbirine bağlanan iki kardan mafsalı kullanılır. ω2= Sabit olması için α 1 a= α 2 a olmalıdır. Bu birbirine bağlanan millerin paralel olması ile mümkündür.

ELASTİK KAPLİNLER Bu kavramalar esneklik özellikleri ve buna bağlı olarak kullanım amaçları bakımından iki grupta toplanabilir. 1. Burulma rijitliği olan elastik kavramalar: Burulma esneklikleri pratik olarak olmayan, buna karşılık, geometrik kaçıklıkların ve eksen istikametindeki yer değiştirme şeklindeki kinematik düzgünsüzlüğün nispeten küçük kaldığı ve bu nedenle mekanizma hareketli bir kavrama yerine bir elastik kavramanın yeterli olduğu durumlarda kullanılan kavramalar. 2. Birinci gruptaki kavramaların sahip olduğu esnekliklere ek olarak önemli derecede burulma esnekliği de bulunan kavramalar: Bu kavramalar, kavrama ile bağlanan sistemde, herhangi bir yana ya da aynı anda her iki yana olmak üzere sistemin döndürme momenti dengesini bozacak momentlerin etkimesiyle sistemde oluşacak rahatsızlıkları sınırlayacak özelliklere de sahiptir.

Yani pratik olarak darbe etkilerini azaltıcı ve titreşimleri söndürücü işlev yaparlar. Elastik kavramaların çoğunluğu bu gruba giren, burulma esnekliği bulunan kavramalardır. a)Lastik elemanlı elastik kaplinler b)Madensel yay elemanlı kaplinler -Elastik manşonlu kaplin -Rupex kaplini -Eupex kaplini -Cushion kaplini -Periflex kaplini gibi çeşitli tiplere sahiptir. -Helisel yaylı kaplinler -Bibby kaplini -Voith-Maurer kaplini -Çok tabakalı yaprak yaylı kaplinler gibi çeşitli tiplere sahiptir.

Elastik Manşonlu Kaplin Mil uçlarına takılan flanşlar(3, 4), flanşa takılan vidalı pernolar(2) vidalı pernoların üzerine takılan ve flanşlar arasında irtibat sağlayan lastik manşonlardan(1 veya 5) oluşur. Açısal düzgünsüzlüğü hemen hiç karşılamazlar. Radyal ve montaj sırasındaki eksenel düzgünsüzlükleri karşılarlar. Bunların yerine manşonları fıçı şeklinde olduğu için açısal düzgünsüzlükleri de karşılayabilen Rupex kaplini kullanılmaktadır.

Rupex Kaplini Elastik manşonlu bir kaplindir. Manşonları fıçı şeklinde olan bu kaplinler Radyal ve eksenel sapmaların yanısıra θ≤ 1, 5 o-2 o lik açısal sapmalara da olanak sağlamaktadırlar. Manşonlu kaplinler küçük momentlerde kullanılmaktadırlar.

RWN veya RWS tipi Rupex kaplini, iki kaplin parçasından ve dönme momentinin aktarılması için gerekli olan elastiki lastik takozlara sahip pimlerden oluşmaktadır. RWN tipinde kaplin göbekleri(1, 2), dökme demirden, RWS tipinde ise çelikten üretilmiştir. RWB veya RBS tipi Rupex kaplini bir göbekten, bir fren tamburundan ve dönme momentinin aktarılması için gerekli elastik takozlara sahip pimlerden oluşur. RWB tipinde kaplin göbeği parçası (1) ve fren tamburu (3) dökme demirden, RBS tipinde ise çelikten üretilmiştir. Lastik takozlu taşlanmış çelik pimler, belirli bir boyuta kadar sadece RWN ve RWS kaplin parçasında (2) ya da RWB ve RBS fren tamburunda (3), daha büyük boyutlarda ise karşılıklı olarak kaplin parçalarında (1, 2) kullanılmıştır. Lastik takozlar, monte edilmiş durumda karşı parçanın ilgili takoz deliklerine geçerler. Elastiki perbunan lastik takozlar 80 Shore sertliğindedir. Farklı malzeme kalitesi ve/veya sertliğinde (65 veya 90 Shore) lastik takozlu kaplinler de mevcuttur.

Pratikte aynı sınıfa dahil olan parmaklı (Eupex) kaplini, ara parçalı Cushion kaplinleri de kullanılmaktadır.

Kado Kaplini Daha büyük momentlerin iletilmesinde kullanılır. Bu kaplinde flanşın(1) alın yüzeyine açılan yuvalara lastik bloklar(2) yerleştirilir. Bu blokların arasına diğer flanşın(3) yüzeyine tespit edilen pernolar(4) takılır. Bu kaplinler büyük eksenel, radyal ve açısal esnekliğe sahiptirler.

Periflex Kaplini Bu kaplin iki flanş(1) ve iki flanşa bağlanan U şeklinde kıvrılmış lastik çemberden(2) meydana gelmektedir. Bağlama, bağlama bilezikleri(3) ve cıvatalar(4) yardımı ile sağlanır. Büyük geometrik düzgünsüzlükleri karşılayabilen ve nispeten büyük momentler ileten bir kaplindir. Bu prensibe uyan çeşitli tipler geliştirilmiştir. 4 o’ ye kadar açısal sapmalara, 4 mm’ye kadar radyal, 8 mm’ye kadar eksenel sapmalara izin verir.

Helisel Yaylı Kaplinler (Cardeflex) Her iki flanşa(a, b) ardışık olarak vidalı pernolar (c) yardımıyla mafsal şeklinde lokmalar(d) tespit edilmiştir. Lokmalar arasına helisel yaylar(e) yerleştirilmiştir. Ayrıca kaplinin merkezinde eksenel kuvvetleri karşılayan küresel bir mafsal sistemi(f, g) bulunur. Açısal burulma sapmalarına izin veren bir kaplindir.

Çok Tabakalı Yaprak Yaylı Kaplinler (Geislinger kaplini) Kaplinin iki flanşı arasındaki irtibat yaprak yaylar tarafından sağlanmaktadır. Bu kaplin darbeyi çok iyi karşılar Kavrama yalnız dinamik dengeleme amacı ile kullanılabilir. Tam olarak kapalı ve içi yağla dolu olan kavramada yapraklar arasındaki sürtünmeye ek olarak yağın boşluklar arası geçişi ek viskoz sönüm özelliği kazandırır. Kavrama küçük bir değişiklikle burulma titreşimlerine karşı damper olarak kullanılabilir.

Voith-maurer Kaplini Flanşlar arasındaki irtibat kıvrılmış ve çepeçevre yerleştirilmiş yaylarla sağlanır. Yaylar kapalı bir hacim içindedir ve gresle yağlanmaktadır. Eksenel ve açısal sapmaları çok iyi karşılayan bu kaplinin karakteristiği yaklaşık doğrusaldır.

Bibby Kaplini • Bu kavramalar mil uçlarına takılan ve dış çevrelerinde dişler bulunan iki flanştan ve dişlerin etrafında kıvrılmış olan dikdörtgen kesitli yaylardan oluşmaktadır. Yayın oturduğu yuvaların konik açılmış olması yayın esnemesine müsaade eder. Yay, yay çeliğinden yapılmış olup eğilmeye zorlanır. Bu kavramaların konstrüksiyonu oldukça karışıktır. Özellikle darbeli işletmelerde çok iyi sonuçlar verirler

Bibby kaplininin yük karşısındaki davranışı

Hidrolik Kaplinler Hidrolik kaplinin primer kısmı dönmeye başlayınca , bunu dolduran sıvı merkezkaç kuvvetin etkisi altında çevreye ve oradan da sekonderin(türbinin) kanatlarına fırlatılmaktadır. Sıvı böylece primer (pompa)’den aldığı enerjiyi sekondere (türbine) naklederek bunun dönmesini sağlar.

KAPLİN BÜYÜKLÜĞÜNÜN SEÇİMİ Pratikte kaplin seçimine etkisi olan işletme değerlerinin , örneğin yük momenti, kütle atalet momenti vb. gibi hesapsal olarak belirlenmesi çok zordur. Bu sebeple imalatçı firmalar kaplinlerin büyüklüklerini verirken her türlü etkiyi emniyeti ile dikkate alırlar. Kaplin büyüklükleri yaklaşık olarak kabul edilen bir kaplin momenti ile elde edilir.

KAVRAMALAR Kavramalarda irtibat mekanik olabildiği gibi fiziksel bir olaya da bağlıdır(genellikle sürtünme). Bu durumda irtibat mil hareket halinde iken de sağlanabilir. 5 gruba ayrılır: -mekanik kavramalar -pnömomekanik kavramalar -elektromagnetik kavramalar -otomatik kavramalar

KAVRAMALAR . Kumanda sistemine göre Mekanik Kavramalar Otomatik Kavramalar Pnömomekanik Kavramalar İrtibat tipine göre Merkezkaç Kavramalar Elektromekanik Kavramalar Rijit Kavramalar Sürtünmeli Kavramalar Lamelli Kavramalar Konik Kavramalar Pabuçlu Kavramalar Bilezikli ve lamelleri elektromanyetik devre içinde olan kavramalar Bilezikli ve lamelleri elektromanyetik devre içinde olmayan kavramalar Bileziksiz kavramalar Emniyet Kavramaları Pimli Em. Kav. Ayarlanabilen sürtünmeli Em. Kav. Ayarlanabilen rijit kavramalar Elektromanyetik Kavramalar İndiksiyon kavramaları Bantlı Kavramalar Magnetik tozlu kavramalar Tek yönlü kavramalar

MEKANİK KAVRAMALAR Rijit kavramalar ve sürtünmeli kavramalar olmak üzere iki ana sınıfa ayrılır. Çalışma prensipleri kavrama yarılarından birinin sabit olarak döndüren mile diğerinin ise eksenel harekete olanak sağlayacak tarzda döndürülen mile takılması esasına dayanır.

Mekanik Kavramaların Çalışma Prensibi

RİJİT KAVRAMALAR Temas yüzeyleri arasında kayma olmadığı için kavrama anında her iki mil aynı dönüş hızına sahiptir. Ancak kavrama , döndüren mil dönerken devreye girerse darbe meydana gelir. Bu kavramalar çeneli(parmaklı) veya dişli şeklinde olabilir. Dikdörtgen çeneli kavramalar, döndüren mil dururken veya her iki yarı kavrama aynı hızda dönerken devreye girebilirler. Bu kavramalar her iki yönde moment iletebilirler. Dişli kavramalarda dişler, yarı kavramalarının çevresinde veya alın yüzeylerindedir. Bu kavramalar 300 dev/dak’ya kadar devreye girebilirler.

Sürtünmeli Kavramalar Bir milden diğerine sürtünme yolu ile moment ileten bir veya birçok sürtünme yüzeyli elemanlardır. Bir milden diğerine moment iletiminin darbesiz olması ve devreye herhangi bir hızda basit ve kolay bir şekilde girebilmesi gibi üstünlükleri takım tezgahlarında geniş uygulama alanları bulmalarını sağlamaktadır. Temas yüzeylerinin şekline göre lamelli, konik, takozlu ve bantlı olmak üzere 4 çeşittir.

Sürtünmeli kavramaların devreye girmeleri iki kademede gerçekleşir: -Eksenel kuvvetin etkisi altında sürtünme yüzeyleri birbirine temas eder ve döndürülen milin hızı artmaya başlar. -İkinci kademede döndürülen milin hızı döndüren milin hızına erişmeye başlar. Bu durumda kavrama devreye girmiş olur.

Lamelli Kavramalar Tek lamelli veya çok lamelli olabilirler. Lamellerin dış çapı (veya iç çapı) çok sayıda girinti çıkıntı içermektedir. Böylece lameller gövde(veya mil) ile beraber dönerler ancak eksenel yönde hareket edebilirler. Sırasıyla dış ve iç lamellerden oluşan lamel paketi eksenel kuvvet ile sıkıştırıldığında birbiri ile temas eder ve kavramanın mili ile gövdesi arasında hareket iletimi gerçekleşir.

Konik Kavramalar Temas yüzeyleri koni şeklinde olan bu kavramalarda devreye girmek, devrede tutmak ve devreden çıkarmak için gereken eksenel kuvvetler birbirlerinden farklıdır. Bu kavramalarda (blokaj) olayının olmaması için α (koni) açısı sürtünme(p) açısından büyük olmalıdır.

Pnömekanik Kavramalar Bu kavramaların kumanda sistemi pnömatiktir ancak irtibat mekanik bir olaya yani sürtünmeye bağlı olarak gerçekleştirilir. Tüm kumanda sisteminin pnömatik olduğu tasarımlar prensip olarak 3 tiptir: Birinci Tip: normal bir diskli kavramadır. Kavramanın baskı plağı bir pistona bağlıdır. İkinci tip: bu tipte piston yerine içi boş bilezik şeklinde bir lastik mevcuttur. lastiğin yan yüzeyine baskı plağı tespit edilir. Üçüncü tip: içi boş bilezik şeklindeki lastik, döndüren mil üzerine takılmış olan gövdenin iç kısmına bağlanmıştır. Sürtünme pabuçları da lastiğin iç yüzeyine tespit edilmiştir.

Elektromekanik kavramalar Bu kavramalar çok çabuk devreye girme ve devreden çıkma özelliğine sahiptir. Kavrama yarıları arasındaki irtibat genellikle sürtünmeye dayanılarak gerçekleştirilir. Ancak tüm kumanda sistemi elektromekaniktir. Bilezikli ve bileziksiz olmak üzere iki gruba ayrılırlar.

Otomatik Kavramalar Bunlar hız ve moment gibi faktörlerin etkisi ile kendine devreye giren veya devreden çıkan kavramalardır.

Santrifüj Kavramalar Bu kavramalar belirli bir devir sayısının aşılması durumunda devreye girerler. Bir sonraki slaytta yer alan şekilde gösterilen santrifüj kavramada , pabuçlar bir ucundan mafsallı olarak bağlanmıştır. Merkezkaç kuvvetinin etkisi ile üzerlerinde sürtünme kaplamaları bulunan pabuçlar tamburun iç yüzeyine dayanırlar.

Emniyet Kavramaları Bu kavramaların esas görevi, sistemin hesapta göz önüne alınan momentten daha büyük bir momenti iletememesi , bu şekilde dişli çarkların ve benzeri elemanların zarar görmesinin önlenmesidir. Prensip olarak bütün sürtünmeli kavramalar bu görevi yerine getirebilirler. Buna rağmen pratikte daha basit ve ucuz olan pimli, ayarlanabilen sürtünmeli veya rijit kavramalar kullanılmaktadır.

Ayarlanabilen sürtünmeli kavramalar.

Ayarlanabilen Trapez çeneli rijit kavrama (Yay somun yardımı ile sıkıştırılarak çenelerin baskı kuvveti ayarlanır)

Ayarlanabilen Alın dişli (Hirth) rijit kavrama (Yay somun yardımı ile sıkıştırılarak çenelerin baskı kuvveti ayarlanır) Ayarlanabilen bilyalı rijit kavrama (Yay somun yardımı ile sıkıştırılarak çenelerin baskı kuvveti ayarlanır)

Tek Yönlü Kavramalar Milin bir dönme yönüne göre moment ilettiklerinden zıt yönde serbest dönerler. Dış görünüşleri ile rulmana benzeyen bu kavramaların iç bileziği (göbek) mile uygu kaması ile bağlanırken dış bilezikleri (tambur) gövdeye sıkı geçme ile yerleştirilir. Göbek ile tambur arasına yerleştirilen elemanlar milin bir yöne dönmesi halinde sıkışarak sürtünme bağı meydana getirirler.

Serbest bilyalı veya makaralı olanları en çok kullanılan tipleridir. İçteki gövdenin dış yüzeyi ile dıştaki tamburun dış yüzeyi arasında gittikçe daralan bir aralık vardır. Bu aralıklara konulan makara veya bilyalar(makaralar) yay ile itilen bir pim aracılığı ile daralan aralığa hafifçe bastırırlar. Döndüren milin açısal hızı(ω1 ) ile döndürülen milin açısal hızı(ω2 ) arasındaki ilişkiye bağlı olarak şu durumlar ortaya çıkar

- ω1 ile ω2’nin yönleri ters veya ω1≥ ω2 olmak üzere aynı olması halinde makaralar daralık içine sıkışarak kilitlenmektedir. Böylece kavrama devreye girip moment iletmeye başlar. - ω1< ω2 olmak üzere ω1 ve ω2’nin yönlerinin aynı olması halinde makaralar aralığın gittikçe genişleyen kısmında ilerleyerek döndüren mil ile döndürülen mil arasındaki irtibatı keserler. Döndürülen mil bir süre daha dönmeye devam eder, enerji verilmediğinden hızı düşer ve ω1=ω2 olunca kavrama tekrar devreye girer.

KAVRAMALARIN SEÇİMİ -Kullanılacak makina sistemine göre kavrama tipi seçilmelidir. -Aynı tipteki kavrama için firmalar farklı konstrüksiyonlar geliştirmiştir. Bu bakımdan kataloglar incelenip en uygunu seçilmelidir. -Tip seçildikten sonra güç, moment ve devir sayısına göre kavramanın büyüklüğü katalogtan belirlenmelidir. -Çalışma şartlarına göre kavramanın dinamik davranışı , enerji kaybı ve ısınma durumu incelenmeli.

Kavramaların, Aşırı zorlanma halinde moment iletimini kesmeleri, Radyal ve eksenel mil kaçıklıklarını dengelemeleri, Titreşim ve döndürme momenti darbelerini sönümlemeleri beklenir. İş makinası tarafından istenen moment yük momentidir M 2 (ML). Bu moment yükleme ve sürtünme sonucu ortaya çıkan tüm momentleri içerir. İlave olarak kütleleri harekete geçirmek için ivmelendirme momenti Mm(Ma) gelmektedir. Kalkış sırasında kuvvet makinasının vermesi gereken moment Man=ML+Ma dir. Kalkıştan sonra kuvvet makinası sadece M 2’yi karşılamak zorundadır.

Moment – Devir sayısı eğrileri incelenecek olursa a) E: Sincap kafesli asenkron motor A: İş makinası (İletim makinası) c) E: Seri sargılı alternatif akım motoru A: Santrifüj pompa b) E: Fırçalı asenkron motor A: Vantilatör d) E: Sabit çekme kuvvetli ve hızlı bir sargı makinasının veya sabit talaş kesitli takım tezgahı eğrileri

Bir sistem sürekli işletme durumunda ise işletme devir sayısında (n), motor adsal (nominal) momenti (Mn ) ve hesapsal işletme momenti “Md (≈Mdn) B işletme noktası” uygun alınmalıdır. Mn =9550 N/n (Nm) v. Tüm kafesli ve fırçalı sargılı motorlarda: Kalkış momenti Man ≈(1, 5 - 2) Mn Devrilme momenti MK ≈ (2 – 3) Mn v Seri sagılı doğru ve alternatif akım motorlarında Man = MK ≈(1, 5 - 2) Mn İş makinalarının tanım eğrilerinin şekli işletme tipine bağlıdır.

İvmelendirme momenti, kütle atalet momenti: Kalkış sırasında hareketli tüm kütlelerin belirli bir süre içinde belirli bir devir sayısına ivmelendirilmeleri için ivmelendirme momenti gereklidir. Ma=MM-ML=Imω/ta ta- ivmelenme zamanı Im 1: Döndüren milin eksenine indirgenmiş, döndüren sisteme ait elemanların kütlesel eylemsizlik momenti Im 2: Döndürülen milin eksenine indirgenmiş, döndürülen sisteme ait elemanların kütlesel eylemsizlik momenti

Dönen kütlelerin atalet momentleri; n. I, n. III … devir sayılarında II, IIII ise bu atalet momentleri n 0 hızıyla dönen kavramanın takıldığı milin eksenine indirgenmelidir. Eğer sistemde sabit v hızıyla hareket eden kütleler (m) varsa, bunlar hayali döner kütlelerle dikkate alınırlar. Doğrusal hareket eden kütlelerin indirgenmiş atalet momentleri Bu bağıntılarda I 0 =Kaplini taşıyan milin üzerindeki elemanların ve kaplinin kütlesel eylemsizlik momenti I 1 =n 1 hızındaki milin üzerindeki elemanların kütlesel eylemsizlik momenti I 2 =n 2 hızındaki milin üzerindeki elemanların kütlesel eylemsizlik momenti dir. Kütle atalet momenti şekil basitse hesaplanır. Karmaşıksa deneysel olarak bulunur.

Maksimum kavrama momenti Kalkış sırasında bir motor kendi maksimum momentini M K devrilme momentine veya Man kalkış momentine arttırırsa, bu momentin bir kısmı kendi içinde ve kavramaya kadar olan kütlelerin ivmelendirilmesinde (M 1), diğer kısmı ise kavrama arkasında bulunan kütlelerin ivmelendirilmesinde (M 2) kullanılır. Mmaks = M 1 + M 2 Rijit kavramalarda kavrama momenti Mk. R = M 2 olup kütlelerin açısal ivmeleri kavramanın önünde ve arkasında eşittir. Mmaks = IIaα + IIIaα , IIIaa =M 2≈ Mk. R ile rijit, dönmeye karşı sabitlenmiş ve tam yükte çalışmayan kavramalar için maksimum kavrama momenti kalkışta Mmaks =MK , Mmaks =Man Tam yük altında ki kalkışta ise yük momentinin (ML) dikkate alınması ile kavrama momenti

olur.

KAPLİN ÖRNEKLERİ -Burulma yönünde esnek, çene tipi kaplin -Eksenel montajlı, iyi dinamik özellikli -Hataya karşı güvenli, titreşimi azaltma özellikli -Maks. moment: 70, 000 Nm -Maks. delik çapı: 200 mm

KAYNAKLAR -Yard. Doç. Dr. Melih BELEVİ MAKİNA ELEMANLARI 2 -Prof. Dr. Mustafa AKKURT MAKİNA ELEMANLARI CİLT: 1 -2 -İNTERNET SİTELERİ