ZTM321 MAKİNE ELEMANLARI 1.hafta Prof. Dr. Ramazan ÖZTÜRK

Bu ders kapsamında Mukavemet Hesapları Toleranslar ve Yüzey Kaliteleri Bağlama ve Hareket Cıvataları Kaynak ve Perçin Bağlantıları Yaylar Miller ve Akslar Rulmanlı Yataklar konularında bilgiler verilecektir. Bu ders Akkurt, M., 2000. Makine Elemanları. İTÜ Makine Fakültesi, İstanbul kitabı esas alınarak hazırlanmıştır.

Semboller σ : Normal gerilme (daN / mm2, daN/cm2, N/mm2, N/cm2) τ : Kayma gerilemesi (daN/mm2) σ * : Çekme-basma ve eğilme yüklenmeleri için mukavemet sınırı (daN/mm2) τ * : Kayma-kesme ve burulma yüklenmeleri için mukavemet sınırı (daN/mm2) S : Emniyet faktörü (katsayısı) σ em: Çekme-basma ve eğilme için emniyet gerilemesi (daN/mm2)

σ em : Çekme-basma ve eğilme için emniyet gerilemesi (daN/mm2) τ em: Kesme ve burulma için emniyet gerilmesi (daN/mm2) σ max: Maksimum (en büyük) gerilme (daN/mm2) σ min: Minimum (en küçük) gerilme (daN/mm2) σ o : Ortalama gerilme (daN/mm2) σ g :Gerilme genliği (daN/mm2)

R : Minumum gerilmenin maksimum gerilmeye oranı Fmax : Maksimum kuvvet (zorlama) – (N, daN) Fmin : Minumum kuvvet (zorlama)-(daN) Fo : Ortalama kuvvet (zorlama)-(daN) Fg : Kuvvetin (Zorlamanın) genliği – (daN) σ ç : Çeki gerilmesi (daN/mm2)

F : Çeki-bası kuvveti (daN/mm2) σ b : Bası gerilmesi (daN/mm2) τ m : Kesme gerilmesi (daN/mm2) σ e : Eğilme gerilmesi (daN/mm2) Me : Eğilme Momenti (Nm, Nmm, daNmm…) W : Eğilme için direnç (mukavemet) momenti (mm3, cm3)

I : Eylemsizlik (Atalet) momenti (mm4, cm4) Ip : Kutupsal eylemsizlik momenti (Burulma için)-(mm4, cm4) emax : Nötr eksenden en uzak iplikçiliğe olan mesafe (mm,cm) τ : Burulma gerilmesi (daN/mm2) Mb : Burulma momenti (Nm, Ncm, Nmm, daNm….) WP : Burulma direnç (muhavemet) momenti (cm3, mm3)

P : İletilen güç (kW, W) W : Açısal hız n : Dönme hızı (devir sayısı)-(d/d) σ çtop: Çeki için toplam gerilme (daN/mm2) σ btop: Bası için toplam gerilme (daN/mm2) σ B : Eşdeğer gerilme (daN/mm2)

MB : Eşdeğer moment (daN.mm) Δl : Uzama (mm) ε :Uzama oranı (birim uzama) E : Elastiklik (Young) modülü (daN/mm2, daN/cm2) σ P : Orantı sınırı (daN/mm2) ε r : Büzülme oranı

Lo :İlk boy (mm) L : Deney sonundaki boy (mm) do : İlk çap (mm) d : Deney sonundaki çap (mm) ν : Poisson oranı σ : Kayma modülü (daN/mm2, daN/cm2)

σ e : Elastiklik sınırı (daN/mm2) σ AK : Akma sınırı (daN/mm2) σ k : Kopma sınırı (daN/mm2) σ bAK: Basma için akma sınırı (daN/mm2) σ bk :Basma için kopma sınırı (daN/mm2) τ mak: Kesme akma sınırı (daN/mm2)

τ mk : Kesme kopma sınırı (daN/mm2) σ eAK: Eğilme akma sınırı (daN/mm2) σ ek : Eğilme kopma sınırı (daN/mm2) τ AK : Burulma akma sınırı (daN/mm2) τ k : Burulma kesme sınırı (daN/mm2) σ DN : Zaman mukavemeti (daN/mm2)

σ D : Eğilme sürekli mukavemet sınırı (daN/mm2) σ ÇD : Çekme-basma sürekli mukavemet sınırı (daN/mm2) τ D : Burulma sürekli mukavemet sınırı (daN/mm2) KÇ : Çentik faktörü Kt : Teorik çentik faktörü q : Çentik Hassasiyet faktörü

r : Çentiğin yuvarlatma yarıçapı t : Çentiğin derinliği Ky : Yüzey pürüzlülük faktörü Kb : Boyut faktörü

GİRİŞ İnsanın gücünü ve sezgilerini artıran yapıtlar makine ve cihaz olarak iki grup altında toplanabilir. Makine, enerjiyi değiştiren veya ileten yapıttır. Cihaz ise ikaz (bilgi) alabilen değiştiren veya ileten yapıttır (Örneğin: Cihaz; manometre, bilgisayar-Makine; torna, biçerdöver) Birçok makine ve cihazdan oluşan yapıtlar ise tesisat, fabrika v.s. dir.

Makinalar genel olarak kuvvet ve iş makinaları grubuna ayrılır. Kuvvet makinaları doğada bulunan birincil ve ikincil enerjileri mekanik enerjiye dönüştürür. İş makinaları ise mekanik enerjiyi mekanik işe dönüştürürler.

Makina elemanları, makinaları oluşturan ve belirli fonksiyonları yerine getiren, kendine özgü hesap ve şekillendirme yöntemleri olan, basit ya da çok parçadan oluşan yapılardır. Makine Elemanları Bilimi, bu elemanların hesap ve şekillendirme ilkelerini inceleyen bilim dalıdır.

Makine Elemanlarının Sınıflandırılması

Yaptıkları işlevlere göre makine elemanları aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir. 1. Bağlama elemanları (kaynak, lehim, yapıştırma, perçin, cıvata, pim, perno, paralel kama, kamalı mil, kama, sıkı geçme, konik geçme), 2. Mekanik enerji biriktiren elemanlar (yaylar), 3. Taşıma elemanları (miller ve akslar), 4. Destekleme elemanları (kaymalı ve rulmanlı yataklar, kızaklar), 5. İrtibat elemanları (kaplinler ve kavramlar), 6. Güç ve hareket iletim elemanları (dişli çarklar, sürtünmeli çarklar, kayış-kasnak mekanizmaları, zincir mekanizmaları, cıvata mekanizmaları). 7. Özel elemanlar: Yukarda belirlenen eleman gruplarına girmeyen, ancak motor ve makinaların yapısında yer alan elemanlardır (örneğin; silindir, piston, subap, rotor, stator, musluk, boru donanımları)

Konstrüksiyon ve İmalat İşlemleri Genelde bir makina elemanı iki aşamalı bir faaliyet sonucunda elde edilir. Bunlardan birinci aşamayı kostrüksiyon ve ikinci aşamayı da yapım, oluşturmaktadır.

Konstrüksiyon ve imalat makinayı ortaya çıkarmak için, bir birini takip eden iki önemli aşama olmasına karşın, ikisi arasında çok önemli iki fark vardır. Bunlardan birincisi; konstrüksiyon sadece düşünce eseridir ve kişiye bağlıdır. İmalat ise insan makine ilişkilerini içermektedir. İkinci fark ise konstrüksiyonun bir defa hazırlanması, imalatın ise sürekli tekrar edilmesidir.

Tasarım, düşünülen makinanın görevinin kesin olarak belirlenmesi, uygulanacak fiziksel prensiplerin saptanması aşamalarını içerir. Şekillendirme, fiziksel prensibe göre elemanların seçimi, boyutlandırılması montaj ve parça resimlerinin hazırlanması aşamalarını kapsamaktadır. Yine bu aşamada elemanların boyutları, şekli, malzemesi, boyutları, şekli, malzemesi, yüzey kalitesi ve uygulanacak imalat yöntemleri belirlenir. Tüm bu faktörler parçanın imalat resimlerinde belirtir.

Bilgisayar ve numerik kontrol gibi sistemlerin geliştirilmesi, hem konstrüksiyon hem de imalat işlemlerinde bilgisayarların kullanılmasını gündeme getirmiş ve bilgisayar destekli konstrüksiyon (CAD-Computer Aided Design) ve bilgisayar destekli imalat (CAM-Computer Aided Manifacturing) yöntemleri oluşmuştur. Teknolojinin ilerlemesi ile bu iki sistem birlikte kullanılarak CAD-CAM oluşmuş ve daha sonra bilgisayar destekli bütünleşik imalat (CIM-Computer Integrated Manufacturing) yöntemi gelişmiştir.

Bunlara paralel gelişmelerde ise, bilgisayarlı planlama (CAP), bilgisayarlı kalite kontrol (CAQ) sağlanmıştır. Ayrıca, CNC tezgahlarının kapasiteleri büyütülürken, birçok tezgahı, ölçü tertibatını ve robotları bir merkezden yöneten DNC sistemleri geliştirilerek insansız çalışan fabrikalara geçilmiştir.

Makine ve Makine Elemanlarına Ait Ana İstekler ve Şekillendirme Kriterleri Konstrüksiyon aşağıdaki genel isteklere uygun olmalıdır: 1.Makine (ya da eleman) önceden belirlenen bir süre boyunca fonksiyonlarını yeterli düzeyde yerine getirmelidir. Bu süreye ömür ve buna da güvenilirlik denilmektedir. 2. Makine (eleman) gittikçe artan güç, hız ve basınçlara uygun biçimde şekillendirilmelidir. 3. Rijitlikler artırılmalı, buna karşın boyutlar ve ağırlıklar azaltılmalıdır. 4. İmalat işlemini kolaylaştıracak, işleme zamanını ve maliyetini azaltacak önlemler alınmalıdır.

5. Parçanın şekli otomasyona elverişli, makinanın verimini ve işleme prodüktivitesini artırıcı olmalıdır. 6. Çalıştırılması kolay ve emniyetli olmalıdır. 7. Bakımı basit ve kolay bir şekilde yapılmalıdır. 8. Teknik estetiği uygun olmalıdır.

Bu isteklere uygun makine elemanlarının konstrüksiyonunda dikkate alınacak şekillendirme ve konstrüksiyon kriterleri sistematik bir biçimde aşağıdaki şekilde verilmiştir.