KAYIŞ-KASNAK MEKANİZMASI

DÜZ SARIM

  • Kasnak dönüş yönleri aynı
  • Gergi kasnağı gevşek kola takılır

ÇAPRAZ SARIM

  • Kasnak dönüş yönleri ters
  • Sarım açısı daha büyük, iletim daha iyi fakat sürtünmeden kayış çabuk kopabilir.

Basma kuvveti kayış gerdirilerek oluşturulur. Durağan halde kayış kollarında Fo gerdirme kuvveti oluşur.

Çalışma sırasında sürtünmeden dolayı kayış kollarında eşit olmayan F1 ve F2 kuvvetleri meydana gelir.

İş yapan kuvvet kayışını ne kadar çok gerersek Fn o kadar artar ve daha büyük kuvvet elde edebiliriz.

Kayışın Tanımı: Bir milden diğerine güç ve hareket iletmek için kullanılan mekanizmalardır. Döndüren ve döndürülen elemanlar arasına iletim için kasnaklar bu elemanlara sarılır.

AVANTAJLARI:

  • Kayış elastik malzeme olduğu için darbeleri sönümler.
  • Yapıları basit olduğundan ucuzdurlar.
  • Büyük eksen aralıklarında güç iletebilirler. Çevrim oranının değişmesi basittir.

DEZAVANTAJLARI:

  • Çok yer kaplarlar.
  • Yatak kuvvetleri büyüktür.
  • Hareket iletiminde kayma oluşabileceğinden sabit bir çevrim oranı sağlamayabilir.
  • Kayışta zamanla meydana gelebilecek uzamalardan dolayı kayışta germe kasnağına ihtiyaç duyulabilir.
  • Kayışın esnekliği sıcaklık (nem) ve rutubetle değişebilir.
Düz Kayış Yapısı

(Sonlu) Düz Kayış

  • Eksenler arası mesafenin büyük olduğu yerlerde kullanılır. Düz kayışlar istenilen uzunlukta bulunabilir.
  • Uzunluğunu biz belirleriz.
  • Düz bir kasnağa takılabilir.
V Kayış Yapısı

V Kayış

  • Daha az ön gerilme kuvveti ile daha büyük moment aktarımı mümkündür.
  • Bu kayışın takılabilmesi için tabii olarak kasnağın da V profil olması gerekir.
  • V kayış sonsuz kayış olarak isimlendirilir yani V Kayışın uzunluğu standarttır.
  • V kayışları istediğimiz uzunlukta bulamayız.
Yuvarlak Kayış Yapısı

Yuvarlak Kayış

Küçük kuvvetlerde kullanılır.

Dişli Kayış

Dişlilerde kullanılabilir.

Kayış Kollarındaki Kuvvetler

  • Hareket kayış ile kasnak arasında meydana gelen sürtünme ile iletilir. Sürtünmenin meydana gelebilmesi için kayışın kasnak üzerinde bastırılması gerekir yani Fn kuvvetinin oluşması gerekir.
  • Momentin etkisiyle kasnak dönmeye başladığında basma kuvvetinden dolayı sürtünme meydana gelir.

KAYIŞ-KASNAK MEKANİZMA PROBLEMLERİ

V kayış kasnak mekanizma problemlerinde genelde:

İletilecek güç: P[kW]

devir sayıları: n1;n2; i=n1/n2

eksenler arası mesafe: e

belli olup bu işlemi gerçekleştirecek kayış tipi, boyu ve sayısı hesaplanır.

Bu hesaplarda ise aşağıda belirtilen sıra ile problemler çözülür:

1)Tahrik motorunun ve iş makinesinin (döndüren ve döndürülen) türüne, dinamik özelliklerine ve günlük çalışma sürelerine bağlı olarak işletme faktörü ci bulunur. (Sayfa 661 (Tablo 21.6))

2) Nakledilecek güç işletme faktörü ile çarpılarak -hesapta esas alınacak güç- hesap gücü Ph=P*ci belirlenir.

3) Küçük kasnağın devir sayısı ve hesap gücüne göre kayış tipi (Sayfa 674 (Şekil 21.27)) ve küçük kasnağın sınırları seçilir. V kayışlarına ait çapların standart etken çapları (Sayfa 675 (Tablo 21.16))’da verilmiştir.

4) Eksenler arası mesafe e ile küçük kasnağın çapı d1 ve büyük kasnağın çapı d2=i*d1 arasındaki ilişkinin:

0,7(d1+d2 )<e<2(d1+d2)

sınırları arasında olması tavsiye edildiğinden d1 ve d2 ‘nin standart kasnak çapları arasından (Sayfa 675 (Tablo 21.16) seçiminde bu kurala dikkat edilir.

5) Sarım açısı hesaplanır:

cos β/2=(d2-d1)/(2×e)

β=2×arccos[(d2-d1)/(2×e)]

Buna bağlı olarak sarım açısı faktörü cβ (Sayfa 661 (Tablo 21.7))’den okunur.

6) Kayış için gerekli etken uzunluğun bulunması için:

Lw≈(2×e)+1,57(d2+d1 )+[(d2-d1)]^2/(4×e)

ifadelerinden hesaplanarak, kayış uzunlukları listesinden en yakın kayış boyu seçilir (Sayfa 678 (Tablo 21.18)).

w indisi; çapın ve kayış uzunluğunun kayış kesitinin tarafsız eksenine göre ölçülmüş olduğunu gösterir.

Uzunluk faktörü cu ‘da aynı listeden alınır. Kayışın standart boyu ile yukarıdaki boy arasında muhtemelen bir fark olacaktır ki bu da eksenler arası mesafenin yeniden kontrol edilmesini gerektirecektir. Yeni kayış uzunluğu ile eksenler arası tam doğru mesafe :

e≈p+√(p^2-q)

p=(0,25×Lw )-0,393(d1+d2)

q=0,125(d2-d1 )^2

şeklinde tespit edilir.

7) Kayış hızının malzeme frekansının malzeme sınırlarını aşıp aşmadığı kontrol edilir.

v=(π*d1*n1)/60000 [m/s]; d[mm], n1 [d/d]

fe=(zk*v)/Lw [ s-1]

V kayışlarda femax=30 s-1

Dar V kayışlarda femax=60 s-1 alınır.

Eğer bulduğumuz eğilme frekansı yukarıda belirtilen maksimum eğilme frekansının altındaysa bu eğilme frekansı “uygundur” şeklinde belirtilmelidir.

8)Artık sıra kaç adet kayışın alınması gerektiğinin hesabına gelmiştir. Yine kataloglardan kasnak çapı, çevrim oranı ve dönme hızının ortak bir fonksiyonu olarak bir kayışın nominal gücü:

PN: (Sayfa 683-686 (Tablo 21.19-20-21-22)) yardımıyla okunur.

Nominal gücü de hesapladıktan sonra tüm bulduğumuz değerleri aşağıdaki denklemde yerine koyarak kayış sayısını hesaplıyoruz.

z=(P × ci)/( PN × cu × cβ )

MAKİNE ELEMANLARI VE KONSTRÜKSİYON ÖRNEKLERİ (FATİH C. BABALIK& KADİR ÇAVDAR)

ÖRNEK SORU-1

Elektrik motoru ile çalıştırdığımız iş makinesinin milleri arasında 500 mm mesafe vardır. Motordan makineye güç nakli dar kayış ile sağlanacaktır. Motorun gücü 20kW, devir sayısı 1450 devir/dakikadırÇevrim oranı i=2,5, işletme faktörü ise 1,25 olduğuna göre hangi kayıştan kaç tane gerekir?

Ph=P*Ci=20*1,25

Ph=25kW

Problemde verilen güçten daha yüksek güç iletilecekmiş gibi düşünülür.

90-180mm arasında motor miline takılacak kasnak çapı 140 mm olarak seçilsin.

Bu durumda 2. Kasnak çapı;

Tablo 21.16’ya göre (Sayfa 675) ikinci kasnak çapı d2=355mm seçilir.

Bu durumda gerçek çevrim oranı ;

Sarım açısı sayfa 675’de (Denklem 21.88):

Kayış için etken uzunluk Denklem 21.89’dan:

Etken uzunluk değerini 1800mm bulduktan sonra Cu uzunluk faktörü değeri için;

sayfa 678’deki Tablo 21.18’de Dar V Kayışı DIN 7753 SPA tipi kayışın etken uzunluğuna karşılık gelen uzunluk faktörünü Cu=0,95 olarak buluyoruz.

Daha sonra sayfa 694’de (Tablo 21.20)’de SPA tipi kayış için d1=140mm, i=2,5 ve n=1450devir/dakika’ ya karşılık gelen Nominal Güç’ün 6kW olduğunu görüyoruz (PN=6kW). Son olarak sıra kaç adet kayış alınması gerektiği hesabına gelmiştir. Bu hesabı sayfa 677’deki denklem 21.95’den

Sonsuz kayış için sayfa 661’deki Tablo 21.7 β=155° için cβ=(0,95+0,92)/2=0,93

ÖRNEK SORU-2

Küçük bir dokuma tezgâhı elektrik motorunun milleri arasında yaklaşık 400mm vardır. Motordan makineye güç nakli yapılacaktır. Dar V Kayış ile motorun gücü 800kW, devir sayısı 1800devir/dakika. İş makinasının milindeki devir sayısı 720 devir/dakika olması isteniyor. İşletme faktörü 1,3 için olabilecek en küçük kasnak çaplarını kullanarak bu mekanizmayı bulunuz.

Çevrim Oranı=i=n1/n2=1800/720=2,5

Ci=1,3

Hesap gücü Ph=8*1,3=10,4kW

Şekil 21.27’den;

  n1=1800devir/dakika ve Ph=10,4kW için kayış tipi SPZ d1=112-180mm arası d1=112

d2=i*d1=112*2,5=280mm standart ve uygundur. e=400mm için eksenler arası mesafe (denklem 21.87) ye göre

Kayış uzunluğu sayfa 676 (denklem 21.89)’dan:

Lw tablo 21.18’den;

1400mm standart uzunluk için seçilir. SPZ kayış tipi ve Lw=1400mm için Cu=0,96 olarak alınır.

Yeni standart kayış uzunluğu için eksenler arası tam doğru mesafe denklem 21.91&21.92&21.93’ den

Kayış hızı ve eğilme frekansı sayfa 676 (denklem 21.94)

V=10,55m/s

fe=15,1 s-1 < 60 s-1 uygundur.

Sarım açısına sayfa 675 (denklem 21.88)

Daha sonra cβ değerini bulmak için;

Sarım Açısı β180°170°160°150°140°130°120°110°100°90°80°
Sonsuz Kayış10,980,950,920,890,860,820,780,720,680,63
Sonlu Kayış10,980,950,910,870,820,77
Düz Kayış ve V Kayışlar için sarım açısı cβ

sayfa 661’den (Tablo 21.7)’ de β=155° için cβ=0,93 olarak buluyoruz.

Bu değerden sonra Nominal Güç değerini bulmak için;

sayfa 683’de (Tablo 21.19)’dan, d1=112mm i=2,5 n=1800d/dk PN=3,87 olarak buluyoruz.

3 adet SPZ kayışının yeterli olacağını bulduktan sonra son olarak SPZ türü DIN 2212 serisi kayış için bu kayışa bağlı 3 adet kasnak için (b2) kasnak genişliğini bulacağız. Bu değeri de sayfa 668 (Tablo 21.13)’ den b2=40 mm olarak belirliyoruz.

ÖRNEK SORU-3

Bir press düz kayış üzerinden elektrik motoruyla çalıştırılacaktır. Nakledilecek güç P=55 kW n1=1450devir/dakika n2=580devir/dakika olarak bilinmektedir. Buna göre kasnak çaplarını boyutlandırınız.

Bu soruda bizlere düz kayış için kasnak çaplarını boyutlandırmamız istenmektedir. Düz kayış ile V kayışın boyutlandırma ve seçme işlemleri içerisinde bir takım farklı işlemleri barındırmaktadır.

İlk olarak en küçük kasnak çapını seçmemiz gerekmektedir. Bunun için soruda bizlere verdiği P=55kW’ı n1=1450devir/dakika’ ya bölerek P/n değerinde d1 değerine ulaşmış olacağız.

P/n=55/1450=0,0379 olarak buluyoruz ve sayfa 656 (Tablo 21.4)’den P/n=0,0379≅0,04 [kW/dakika-1] değerine karşılık d=200mm olarak buluyoruz. Bulduğumuz değerin 1. Kasnak çapı yani d1 olduğunu unutmayalım.

1. Kasnak çapını bulduktan sonra 2. Kasnak çapını bulabilmemiz için i=(d2/d1)=(n1/n2) eşitliğinden d2=(n1*d1)/n2) eşitliğini bulup, d2=(1450*200)/580; d2=500mm olduğunu görüyoruz.

 Şimdi bu çapların standart olup olmadığını sayfa 640 (denklem 21.3)’den kontrol edelim.

İki değerinde uygun olduğunu gördükten sonra cevabımızda iki çapta standart şeklinde belirtelim.

Çap değerlerini bulduktan sonra daha sonra kayış uzunluğunu ve kayış eğim açısını bulurken kullanacağımız eksenler arası mesafe (e) değerini bulalım. Buradaki formül V kayıştaki eksenler arası mesafe formülü ile aynıdır.

Eksenler arası mesafeyi de seçtikten sonra zaten kayış çaplarını da bildiğimize göre sıra kayış eğim açısını bulmaya geldi. Bu açıyı ise sayfa 656’da denklem 21.58’de sinα=(d2-d1)/(2*e)=(500-200)/980=0,306122 sin-1(0,306122)=17,82° olarak α açısını buluyoruz.

α değerini bulduktan sonra kayış sarım açısı (β)’ yı bulmak için gerekli değeri de elde etmiş olduk.

β=180-2*α formülünden 180-(2*17,82)= β=144,36°

Şimdi sıra kayışın uzunluğunu belirlemede… Bunun için sayfa 657’de (denklem 21.62);

Kayış uzunluğunu da bulduğumuza göre kayış hızı ve eğilme frekansını sayfa 657 (denklem 21.68&69) deki denklemlerden bulabiliriz. V=(π*d1*n1)/60=(π*200*103*1450)/60=15,18 m/sn (Burada birim çevirmelere dikkat etmemiz gerekli)

Eğilme frekansını bulmak için ise kayış hızını(v), sistemdeki kayış sayısını(zk) ve kayış uzunluğunu kullanacağız. fe=(zk*v)/L=(2*15,18)/2152,8*10-3=14,28 s-1

Son olarak ise kayış genişliğini bulmak için sayfa 659’dan (denklem 21.79) b=(P*ci)/(Fç’*v*co*cβ)

Fç’= 1mm genişliğindeki kayışın emniyetle taşıyabileceği faydalı kuvvet. Burada Fç’ değerini Tablo 21.5’den çeki tabakasının PA veya PE elyaf kauçuk gövdede Kauçuk veya PU kayma tabakası üzerinde maksimum olarak 200[N/mm] taşıyabileceğini görüyoruz.

Ci=1.4 (Sınavda sorulması durumunda buradaki değeri hoca verecek.)

Ortam faktörü(Co)=Tablo 21.8’den bulunacak.

Sarım açısına karşılık gelen Cβ değeri=Tablo 21.7’den;

Sarım Açısı β180°170°160°150°140°130°120°110°100°90°80°
Sonsuz Kayış10,980,950,920,890,860,820,780,720,680,63
Sonlu Kayış10,980,950,910,870,820,77
Düz Kayış ve V Kayışlar için sarım açısı cβ

bulunacak. Bu soruda 144° için Cβ=0,87 olarak bulunuyor.

b=(55000*1,4)/(200*15,18*1*0,87)≅28mm olarak kayış genişliğini buluyoruz.

“KAYIŞ-KASNAK MEKANİZMASI” üzerine 8 yorum

    1. Yazının tablolarını hazırlama aşamasındayım. En kısa sürede tekrar güncellenecektir. Tavsiyeniz için teşekkür ederim.

  1. 2946.06 n1 devirli redüktöre 15 kw 3000 d/dk motorla kayış kasnak bağlanacak ne tür kayış seçmeliyim gücü karşılamıyor ne seçsem sizce?

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir