Yatakları Ve Dingillere Sürtünme Kuvvetinin Etkisi

Yatakları ve Dingillere Sürtünme Kuvvetinin Etkisi
mil yatakları ve dingillerde sürtünme - bağlantı mekanizmalarındaki sürtünme problemleri - basınç yatakları ve disk sürtünmeleri

Mil yatakları dönen millere mesnet sağlamak için kullanılırlar Mil yatağı tamamen yağlanmışsa, sürtünme kuvveti dönme hızına, dingille yatak arasındaki boşluğa ve yağın viskozitesine bağlıdır Bu sürtünme tipi kuru sürtünme konusu dahilinde değildir Bu konu akışkanlar mekaniğinin inceleme alanına girerBu nedenle burada dingil ve yatağın bir çizgi boyunca birbirine dolaysız temas etmekte olduğu varsayılarak gerekli hesaplar yapılacaktır

Gösterilen dönme yönüne ve milin yatağa göre kayması ki buna milin yatak içinde tırmanması da denir; temas yüzeyindeki sürtünmeden dolayı mil sola doğru bir hareket yapar Bu sırada temas noktasında yüzeylere etkiyen kuvvetler birbirlerine eşit ve zıt yönde, normalle Φ açısı yapacak şekilde olurlar Bu durumda tanΦ=µ?dür Milin sabit hızda dönmesini sağlayan sürtünme momenti T, dikey aşağı yönde olan W kuvvetine ve dikey yukarı yöndeki tepki kuvvetine eşittir Buna göre sürtünme momenti

T=WrsinΦ

olur Φ açısının çok küçük değerleri için sinΦ=tanΦ olduğundan bu eşitlik

T=µWr

şeklinde de yazılabilir Mille yatak arasındaki temas alanı rsinΦ yarıçaplı sürtünme çemberi olarak ta adlandırılır Bu çember milin yükleme durumundan bağımsızdır

Bağlantı mekanizmalarındaki sürtünme problemlerinde dikkat edilmesi gereken nokta rsinΦ yarıçaplı sürtünme çemberine teğet olarak etki eden mil ile yatak arasındaki tepki kuvvetleridir Sürtünme çemberinin bu şekildeki kullanımı için karşılıklı hareket halindeki bir motor mekanizmasından yaralanılabilir

Şekil81?de saat yelkovanı yönünde harekete eden krank milinin,yatay yönde karşılıklı hareket etmekte olan mekanizmaya ait diyagramıdırSürtünme çemberleri ana mil,biyel büyük başı-krank bağlantısı ve piston pernosu için gösterilmiştir P piston yükü, R silindir duvarındaki tepki kuvveti, Q da biyel büyük başına etkiyen itme kuvvetidirMilin üstündeki ana yatak tepki kuvveti, Q itme kuvvetine eşit ve zıt yöndedirBuna göre krank milindeki dönme momenti Qa?dır Yataklardaki tepki kuvvetleri sürtünme çemberlerine teğet ve yataklardaki bağıl hareketin zıt yönündedir

Şekil82?de mekanizmanın ölü noktadaki pozisyonunu göstermektedirBu pozisyonda biyel büyük başına etkiyen Q itme kuvvetiyle ana yataktaki tepki kuvveti aynı doğrultudadır Ölü noktanın diğer tarafındaki pozisyon içinde bu durum aynıdırP kuvvetinin değeri ne olursa olsun her iki pozisyonda da krank milindeki döndürme momenti sıfırdırKrank milinin bu limit açıları ölü açılar olarak da adlandırılır

BASIÇ YATAKLARI ve DİSK SÜRTÜNMESİ

Basınç yatakları, uç ve boyun yatakları olmak üzere iki tiptir ve dönen miller ile dingiller eksensel mesnet görevi görürlerBoyun yataklarında birbirine temas eden halka biçimindeki iki alan arasındaki sürtünme söz konusudurUç yataklarında ise sürtünmeler dairesel alanlarda ve milin ucunun boş olduğu durumlarda oluşurDairesel alanlar arasındaki sürtünmelere disk sürtünmesi denirDisk sürtünmesinin hesabı için içi boş döner bir milden faydalanılabilirYatakla mil arasındaki temas içi çapı ve dış çapı olan halka biçimindeki alan boyuncadırT kuvvet çifti mili sabit bir hızla döndürürken, P kuvveti mili sabit yatakla temasını sağlarTemas yüzeyleri arasında basıncın düzgün dağıldığını varsayarak sonsuz küçük ∆A alanlı bir elemana uygulanan sonsuz küçük ∆N kuvvetinin şiddeti ∆N=P∆A/A olarak bulunurBu eşitlikte A=π( ? ) ?dir ∆A elemanına etkiyen sürtünme kuvveti ise ∆F=µk∆N ?dirBunlara göre

∆M= r∆F= rµkP∆A/π( ? )

olurBurada r, mil ekseninden uzaklığı, ∆M ?de mil eksenine göre momenti ifade ederDenge durumunda mile uygulanan kuvvet çiftinin M momenti ∆F sürtünme kuvvetleri momentleri toplamına eşittir ∆A yerine dA=rdθdr sonsuz küçük elemanı koyup temas alanı boyunca entegre ederek M momentinin şiddeti için şu denklem elde edilir:

M=[µkP/ π( - )]
M=[µkP/ π( - )]
M= ⅔µkP

Temas, R ortalama yarıçaplı bir çember boyunca olduğunda denklem şu şekilde düzenlenebilir:

M= ⅔µkPR