makine elemanlar%c4%b1 1_ders notlar%c4%b1(1)

Upload: ahmet-metin

Post on 01-Jun-2018

268 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    1/86

    r.Gr. Erdar KAPLAN

    MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr.Her hakk sakldr.

    SINAVLAR VE DEERLENDRMEBir ara snav (vize), bir ylsonu snav (final) yaplacaktr. Ara snavn baar notuna katk oran %40, ylsonu snavnn

    baar notuna katk oran %60tr.

    MM-303 MAKNE ELEMANLARI-I DERS NOTLARI

    KAYNAK KTAPLARAkkurt M., Makine Elemanlar I-II, Birsen yaynlarBabalk F.C, avdar K., Makine Elemanlar ve Konstrksiyon rnekleri, Dora yaynlar

    Babalk F.C, avdar K.,Makine Elemanlar zml Problem Kitab, Dora yaynlarKurbanolu, C., Makine Elemanlar, Nobel Yaynlar

    Budynas R.G., Nisbett J.K., Shigleys Mechanical Engineering DesignProf. Dr. Sleyman Tagetiren, Makine Elemanlar I, Ders Notlar

    Prof. Dr. Akgn Alsaran, Makine Elemanlar I, Ders NotlarProf. Dr. Genaa Prek, Metalik Malzemeler Uygulanan Mekanik Deneyler, Ders Notlar

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    2/86

    1MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    1. GR

    Dersin amac: Makine mhendisi olacak rencilere, makine elemanlarnn (dili arklar,

    kay kasnak mekanizmalar, rulman, cvata, kavrama, kaynak, lehim, perin, kee vb)

    tasarm iin gerekli kabiliyetleri kazandrmak, makine elemanlarnn birbirleriyle olan

    ilikilerini kavratmak, makine tasarmnda hayal glerini, yaratclk ve nsezilerini

    gelitirmek, tecrbe kazandrmak ve bunlar projelendirmektir.

    Dersin ierii:

    Konstrksiyon Malzemelerinin zellikleri; Malzemelerin mekanik ve fiziksel

    zelliklerinin tespiti, Makine tasarm malzemeleri, malzemelerin mekanik deneyleri

    Makine elemanlarnda hasarlar (Gerilme analizi, emniyet analizleri, mukavemet

    hesaplar)

    Mhendislik malzemelerinde yorulma, Yorulma mr (Sonlu mr, Sonsuz

    mr,)Yorulma diyagramlar,

    Balama elemanlar (kaynak, perin,lehim, mil gbek, cvata balantlar)

    1.TEMEL BLGLER

    Makine, enerji, veya g reten, ileten, deitiren veya biriktiren sistemlerdir. Kuvvet

    makineleri ve i makineleri olmak zere iki ana grupta toplanr.

    Kuvvet makineleri, i ve enerji retmek amacyla icat edilmi, bir enerji kayna tarafndan

    tahrik edilen; enerji kayna olmadan i retemeyen makinelerdir.

    makineleri, i yapmak amacyla imal edilen ve kuvvet makineleri tarafndan tahrik edilen,

    kuvvet makineleri olmadan i retemeyen makinelerdir.

    Bir makineyi oluturan her trl yap elemanna makine elemanlardenir. Makine eleman

    basit bir para olabilecei gibi birok parann birlemesinden meydana gelebilir. Herhangi

    bir parann makine eleman olabilmesi iin;

    Belirli bir fonksiyonu yerine getirmesi

    Ayr bir hesaplama ve ekillendirme prensibine sahip olmas gerekir.

    Makine elemanlar bilimi, makineleri oluturan yap elemanlarnn tasarm hesaplama ve

    ekillendirme prensiplerini inceleyen bir bilim daldr.

    Makine elemanlarnn ana konular, balama elemanlar, tama elemanlar, destek

    elemanlar, enerji biriktirme elemanlar, irtibat elemanlar, g ve hareket iletim elemanlardr.

    Balama elemanlar, iki veya daha ok eleman birbirine veya makineleri temele balayan

    elemanlardr. Bunlara kaynak, lehim, yaptrma, perin, civata, pim, perno, kama, mil, sk

    geme balantlar rnek olarak verilebilir. Bu elemanlarn dayanmlar, kullanm ekilleri ve

    maliyetleri birbirinden farkldr. Kullanlaca yere gre, kullanm amacna bal olarak

    istenilen balama eleman seilir. Kaynak, lehim ve perin gibi baz balama elemanlar

    kullanldktan sonra sklp bir daha kullanlamazlar. Ama cvata gibi baz balama elemanlar

    taklp sklp tekrar tekrar kullanlabilirler.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    3/86

    2MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Mekanik enerji biriktirme elemanlar, belirli bir enerjiyi ekil deitirme ile biriktiren ve

    bunu istenildii durumda geri veren elemanlardr. rnein yaylar; Yaylar mekanik enerji

    biriktirme elemanlardr. Yaylar, kendilerine bir kuvvet uygulandnda ekil deitirerek bu

    kuvveti depolama ve kuvvet kaldrldnda bu kuvvetleri geri verebilme zellikleri vardr.

    Tama elemanlar, dili ark, kasnak, volan gibi silindirik dnel elemanlar tayan

    elemanlardr. rnein mil, aksbalantlar; Akslar dnmekte olan elemanlar sadece tarlar.Akslarn kuvvet iletme grevleri yoktur. Miller ise hem bu elemanlar tarlar, hem de

    birinden dierine bir kuvvet aktarrlar. Bu nedenle akslarda sadece bir eilme momenti

    meydana gelir. Millerde ise yaptklar grev nedeniyle hem eilme momenti hem burulma

    momenti meydana gelir.

    Destekleme elemanlar, genellikle hareket halindeki elemanlar desteklemek amacyla

    kullanlr. rnein kaymal yataklar; Bir milin yzeyi zerinde kayarak dnmesini salayan

    elemanlara kaymal yatak denir. Kaymal yatakta birinci ama mil ile yatak arasnda kaln bir

    ya filmi oluturarak metalin metale temasn engellemek, bylece srtnme yi drmek ve

    anmay ortadan kaldrmaktr.

    rtibat elemanlar, iki eleman arasnda genellikle eksenel ynden irtibat salayan

    elemanlardr. rnein kaplin ve kavramalar; Kavramalar, ayn dorultu zerinde dnmekte

    olan iki mil arasndaki hareket balantsn kesmek yada birinin hareketini brne iletmek

    iin kullanlan elemanlardr.

    G ve hareket iletim elemanlar, makinenin esas fonksiyonunu yerine getiren ve makinening kaynandan i ksmna doru enerji akn salayan elemanlardr. rnein dili ark,

    kay kasnak mekanizmalar, zincir balantlar;

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    4/86

    3MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Konstrksiyon Nedir?

    Konstrksiyon,herhangi bir teknik sistemin belirlenmesi, uygulanacak fiziksel prensiplerin

    saptanmas, bu prensipleri salayan elemanlarn seimi, bunlarn montaj ve para

    resimlerinin hazrlanmasna kadar geen btn faaliyetleri kapsamaktadr.

    Makine Tasarm?

    Makine Tasarm, mekanik tabiatl eya veya sistemlerin (makine, rn, yap, cihaz)

    tasarm demektir. Makine tasarmnda pek ok para iin malzeme, matematik, analiz ve

    mhendislik matematii kullanlr. Makine tasarm btn mekanik tasarma ihtiva eder.

    Tasarm yapmak, belirli bir ihtiyac karlayacak bir plan formle etmek veya bir problemi

    zmektir. Eer bu plan fiziksel bir realite ortaya karacaksa yani bir rn elde edilecekse,

    bu rn aada belirtilen zellikleri tamaldr:

    Fonksiyonel: rn belirtilen ihtiyac gidermeli ve mteriyi memnun etmelidir.

    Emniyetli:rn evreye, kullancya zarar vermemelidir. Gvenilir: Belirlenen sre zarfnca rn kendisinden beklenilen fonksiyonlar

    yerine getirmelidir.

    Rekabeti: rn piyasadabir yardr.

    Kullanlabilirlik: rn kullanc dostu olmaldr.

    retilebilirlik: rn minimum para saysna sahip olmal, seri retime uygun

    olmal

    Pazarlanabilirlik: rn, hedef kitlenin alm gcne uygun olmal,

    Bir mhendislik tasarmna balayabilmek iin mhendisin nnde zlmesi gereken somut

    bir sorun bulunmaldr. Sorun ve gereksinim ortaya konulduktan sonra tasarmc tasarm

    srecinde belli bal etkinlikte bulunur. Yaratclk, Karar verme, Modelleme

    Yaratclk; Tamamen bir zihinsel etkinliktir.

    Karar verme; Tasarm srecinde eitli aamalarda ortaya kan seenekler ve yntemler

    arasnda en uygun olann semektir.

    Modelleme;Mhendislik bilgi birikiminin hesaplama yntemleri ile tasarma uygulanmas

    Tasarmda Ekonomiklik

    Tasarmda ekonomiklik olduka nemlidir ve kimi mhendislik tasarmlarnda, tasarmnelde

    edilmesi iin, harcanan zamandan daha fazla bir zaman o tasarmnn maliyet analizleri iin

    harcanmaktadr. Maliyeti azaltmann ilk prensibi standart ve piyasada bulunan elemanlar,

    boyutlar veya geometrileri kullanmaktr.

    2. KONSTRKSYON MALZEMELERNNZELLKLER

    2.1 MEKANK VE FZKSEL ZELLKLER

    Malzemelerin kuvvet altnda gstermi olduklar davranlara ve davranlardan elde edilen

    zelliklere mekanik zellikler denilir. Bu zellikler mhendise, makine parasnn boyutu

    ekli ve retim metodunu belirlemede yardmc olur. Bununla birlikte, malzemelerin mekanik

    davranlarn incelemek ve yaplaryla zellikleri arasnda ilikileri belirlemek iin farkl

    mekanik deneyler yaplr. Yaplan mekanik deneyler ierisinde en yaygn olan ekme

    deneyidir. Bunun nedeni ise ekme deneyi ile hem malzemelerin mekanik davranlar ileilgili sonularn elde edilmesi ve elde edilen sonularn mhendislik hesaplarnda dorudan

    kullanlmasdr. Baz mekanik ve fiziksel zellikler aada aklanmtr.

    Homojenlik: Malzeme zelliklerinin her noktada ayn olmasdr. zellikle metallerde

    homojenlik ok nemlidir. ok kk zellik farkll varsa, gerilme ve ekli deitirme

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    5/86

    4MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    hesaplar yaplrken malzeme homojen kabul edilir. Kk blgelerde zellik farkllklar

    bulunsa da genel zellikleri homojen olan malzemelerde bu zelliklerine gre

    kullanlabilirler.

    zotropi: Malzemenin zellikleri yne bal olarak deimez ise bu malzeme izotropiktir.

    Malzemelerin gerilme ve ekil deitirme hesaplar bu kabul zerine yaplr. Ynlere gre

    zellikleri farkllk gsteren malzemeler anizotropik malzemelerdir. Bu malzemeler bu

    zellikleri bilindii durumlarda bir ok avantaja sahip olarak kullanlabilirler.

    ekme deneyi; ekme deneyi, malzemelerin mukavemeti hakknda esas tasarm bilgilerini

    belirlemek ve malzemeleri zelliklerine gre snflandrmak amacyla yaplr. ekme deneyi,

    standartlara gre hazrlanm deney numunesinin tek eksende, belirli bir ekme hznda ve

    sabit scaklkta koparlncaya kadar ekilmesidir. Deney srasnda, standartlara gre

    hazrlanan ekme numunesine uygulanan kuvvet ya da gerilme ile meydana gelen uzama

    deerleri kaydedilir. ekme deneyi sonucunda elde edilenveriler mhendislik hesaplarnda

    dorudan kullanlrlar. Bu yzden ekme deneyi en yaygndeney olarak kullanlan tahribatl

    malzeme muayenesi yntemlerinden birini oluturur.

    ekme makinesi; Gnmzde ok gelimi, niversal ekme-basma deneyi makineleri

    mevcuttur. Bu makineler hidrolik ve elektronik sistemlerle donatlm ve deiik ykleme

    kapasitelerine sahiptir. Uygulanan yk ve meydana gelen uzama deerleri bilgisayarlar

    yardmyla annda izdirilebilmektedir. Bu makinelerde numune boyunda meydana gelen

    uzama, kontak tipi uzama lerlerin (ekstansometer) yannda son yllarda gelitirilen non-

    kontak video uzama lerler (video extonsomater) ile belirlenmektedir. niversal bir ekme

    makinesi ekil 1de gsterildii gibi temelde iki ksmdan olumaktadr. Bunlar, deneyin

    gerekletirildii elektro mekanik sistem, dieri ise alna n verilerin ilendii ve sonularn

    elde edildii veri ileme sistemidir. Elekromekanik sistem, numunelerin yerletirildii

    eneler, uygulanan ykn algland yk hcresi, meydana gelen uzamann lld uzama

    ler (ekstansometre) ve hareketin saland mekanik sistemlerden olumaktadr. Veri

    ileme sistemi ise modern makinelerde bilgisayarlar vastasyla gerekletirilmektedir. Bu

    sistemde gelimi yazlmlar sayesinde, ekme deneyi ile elde edilebilecek btn veriler

    toplanp ilenebilmektedir.

    ekil 2.1ekme Deneyi Test Dzenei

    ekme numunesi; ekme deneyine tabi tutulacak numuneler, temsil ettii malzemenin tm

    zelliklerini tamaldr. Bu nedenle, numunenin alnd blgenin, aln ve hazrlan

    eklinin byk nemi vardr. Numune hazrlanrken, temsil ettii malzeme zelliklerinde

    herhangi bir deiiklik olumamasna dikkat edilmelidir. retim srasnda ar scaklk

    oluumu nlenmeli, ayrca deformasyondan kaynaklanan etkilerde elimine edilmelidir. ekme

    deneyine tabi tutulacak numunenin ekil ve boyutlar standartlarda belirtilmitir. Bu nedenle

    deney sonularnn gvenilirlii ve karlatrlabilir olmas asndan deneyler standartlara

    gre hazrlanm numuneler ile yaplmaldr. Alnacak malzemeye gre ekme numunesinin

    kesiti, dairesel, kare, dikdrtgen ve halka eklinde ve hatta baz durumlarda zel profil eklinde

    olabilir. Trk standartlar, TS 138-Ada ekme numunelerini ekil ve boyutlarna gre

    standartlatrmtr.

    ekil 2.2Dairesel Kesitli Deney numunesi

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    6/86

    5MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    ekme deneyi sonucunda numunenin temsil ettii malzemeye ait aadaki temel mekanik

    zellikler belirlenebilir.

    o Akma gerilmesi (Yield stress)

    o ekme gerilmesi (Tensile stress)

    o Kopma uzamas (Elongation to failure)

    o Kesit daralmas (Reduction in cross-section)

    o Tokluk (Toughness)

    o

    Elastisite modl (Elastic modulus)

    o Rezilyans (Rezilyance)

    ekme deneyi sonucunda kuvvet (F -uzama (l) erisi elde edilir. Ancak bu eri ile birlikte

    kullanlan numunenin boyutlarn da vermek gerekir. Bu nedenle bu eri yerine daha evrensel

    olan gerilme-birim ekil deitirme erisi kullanlr. Gerilme birim ekil deitirme

    erisine ekme diyagram ad da verilir. ekil 2.3te normalize edilmi durumdaki az

    (dk) karbonlu bir eliin gerilme birim uzama erisi verilmitir.

    ekil 2.3Dk karbonlu bir eliin gerilme-ekil deitirme diyagramrnei

    ekil2.3de ekme deneyi sonucunda elde edilen tipik gerilme-uzama diyagramlar verilmitir.

    ekilden grld gibi, gerime-uzama diyagram blmden olumaktadr. Bunlar, elastik

    deformasyon blgesi, homojen plastik deformasyon blgesi ve homojen olma yan plastik

    deformasyon blgesidir. Elastik deformasyon blgesinde gerilme-uzama erisi lineer bir

    deiim gsterir. Yani artan gerilme ile birlikte % uzama deeri de orantl olarak artar. Bu

    aralkta uygulanan gerilme kaldrlrsa yzde uzama deeri sfra iner. Yani numune zerinde

    kalc ekil deiimi olumaz. Bu blgede Hooke Kanunu (=E.e) geerli olup dorunun

    eimi malzemenin Elastisite Modln verir.

    Uygulanan gerilme elastik blgenin dna ktnda, malzeme plastik ekil deiimine

    uramaya balar ve homojen deformasyon blgesine girer. Bu blgede uygulanan gerilmeyle

    beraber harekete geen dislokasyonlar kaymay meydana getirir ve malzeme kalc olarak ekil

    deitirir. Bu blgede malzeme zerine uygulanan kuvvet kaldrldnda, elastik ekil

    deiimi ortadan kalkarken, kaymann neden olduu plastik ekil deiimi ise kalcdr.

    Kaymann balad nokta elastik ve plastik davran ayran noktadr.

    ekme ilemine devam edildiinde, yle bir noktaya gelinir ki, malzemede plastik kararszlk

    oluur ve numunenin l boyundaki herhangi bir noktada kesit bzlmeye balar ve numune

    boyunverir. Bundan sonra kesit daralmas nedeniyle deformasyon daha az bir kuvvetle devam

    eder ve bu blge sonunda numune krlr.

    ekme deney sonularn daha iyi yorumlayabilmek iin gerilme-uzama diyagramn yakndan

    incelemek ve meydana gelen mekanizmalar iyi bilmek gerekir.

    Elastik ekil deitirme ve bu blgede geerli olan byklkler

    Elastik deformasyon blgesinde malzeme ok kk ykler altndadrve yk kaldrldnda

    malzeme ilk ekline geri dner. Elastik deformasyon esnasnda atomlar aralarndaki ba

    koparmadan hareket ederler ve bu yer deitirme miktar uygulanan gerilme ile orantldr.

    Gerilme/deformasyon oran=sabit

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    7/86

    6MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Elastiklik: Elastiklik, malzemenin eklini koruyabilmesi olarak tarif edilir. Malzemeye bir

    d yk tatbik edildikten sonra yk kaldrldnda malzeme eski eklini alyorsa malzeme

    elastik zellik gsteriyor demektir.

    Elastisite modl, malzemenin rijitlii ile ilgili bir deer olup, bu deer zellikle

    konstrksiyon mhendisliinde ok nemlidir.

    ekil 2.4Kayma Gerilmesi

    Eer gerilmeler kayma eklinde ise kayma gerilmesi ile elastik birim kayma arasnda;

    G eklinde bir iliki vardr. Burada, G kayma elastisite modl, kayma gerilmesi

    ve ise elastik birim kayma ekil deiimi olarak alnmaktadr. Elastisite modl atomlar

    aras ba kuvvetini temsil eder ve malzemenin rijitliinin bir sonucudur. Ba enerjisi yksekolan malzemelerin elastisite modl ve ergime scakl da yksek olur. Elsatisite modl ne

    kadar bykse malzemenin elastik uzamas da o lde dktr rijitlii ise yksektir.

    Aadaki tabloda baz malzemelerin elastisite modl ve poissonoranlar verilmitir.

    Tablo 1.Baz malzemelerin Elastisite ve kayma modl ile Poisson oranlar

    Elastisite Modl: Orant limitine kadar diyagramndaki erinin eimi olup ekme

    durumunda E a eittir. Elastisite modl balca, kimyasal bileim, souk

    deformasyon miktar vescaklkla deiir. Ayrca yap kusurlar ve ferromanyetik zellikler de

    elastisite modlne etki eder;

    Alam ilavesi ile eer ergime noktas ykseliyorsa bu durumda elastisite modlnn

    de ykselecei sylenebilir.

    Elastisite modl anizotropik zellik gsteren malzemelerde veya souk deformeolmu malzemelerde farkl kristalografik dorultularda farkl deerler alabilir.

    Elastisite modlnn deeri artan scaklkla azalr. Genellikle bu azalma ergime

    scaklnn yarsna kadar dorusaldr. Bu noktadan sonra azalma artar. Ergime

    scaklna yaklaldnda atomlar ars ekim kuvveti olmadndan, elastisite

    modlnn deeri sfra yaklar.

    Malzemenin dayanmnn elastisite modl zerinde bir etkisi yoktur. rnein,

    sertletirilmi ayn bileime sahip eliin sert ve yumuak hallerinde ayn elastiklik

    modl geerlidir.

    Poisson oran;boyuna

    eninev

    poisson orannn deeri metalik malzemelerde 0.25-0.32

    arasnda deimekte, ancak ounlukla 0.30 deerini almaktadr. Elastik byklkler arasnda

    aadaki bantnn geerli olduu sylenebilir.

    )1(2 vGE

    Orant snr:

    dorusal ksm snrlayan gerilme deeridir. Baka bir deile, uygulanan gerilmenin elde

    edilen uzamayla orantl olarak deitii, yani aralarnda bir orant katsaysnn (E) bulunduu

    blgenin snrna karlk gelen gerilme deeridir

    .

    Elastiklik snr: Malzemeye uygulanan kuvvet kaldrld zaman plastik uzamann

    grlmedii veya yalnz elastik ekil deiiminin meydana geldii en yksek gerilme

    deeridir. Hassas olarak belirlenen bu snrn orant snrndan daha yksek olmasna karn,

    uygulamalarda genellikle elastik snr orant snrna eit kabul edilebilir.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    8/86

    7MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Rezilyans:Bir malzemenin elastik olarak ekil deitirdiinde absorbe ettii enerjiyi, ekil

    deiimi yapan kuvvetin kalkmasyla geri vermesi zelliine rezilyans denir. Rezilyans,

    rezilyans modl ile llr ve ekme erisinin elastik snra kadar olan ksm altnda kalan

    alandr. Rezilyans modl;

    EU eR

    2

    Re

    2

    Re 2

    ekil 2.5Yay eii ve basit karbonlu bir eliin rezilyans modul

    Yukardaki ekilde orta karbonlu bir elik ile yay eliinin rezilyans modllerini veren

    blgeler gsterilmitir. Buna gre akma dayanm yksek olan yay eliinin rezilyansda

    yksektir.

    Plastik Blgede llen Byklkler

    Akma gerilmesi (a): akma dayanm, kaymann fark edilir ve etkili olduu durumdaki

    gerilmedir. Dk karbonlu elikler gibi belirli bir ekilde akma gsteren malzemelerde

    akma gerilmesi akma yknn (Fakma) numunenin orijinal kesit alanna blnmesi ile

    bulunur. Bu tr malzemelerde kuvvetin ilk kez sabit kald veya dmeye balad gerilme,

    akma snr olarak alnr. nemli bir gerilme d varsa o zaman alt ve st diye ayrt edileniki akma snr sz konusudur. Alt akma snr sreksizliklerin sona erdii en kk

    gerilmedir. Bu tip bir deiim daha ok ara yer atomu ieren malzemelerde grlr. Kk

    ara yer atomlar bu blgede dislokasyonlarn etrafnda kmeleerek kaymay engeller ve

    akma noktasn ykseltir (st akma noktas). Kayma olay baladktan sonra dislokasyonlar

    kk atom kmelerinden uzaklar ve daha dk gerilme seviyelerinde (alt akma noktas)

    hzl hareket etmeye devam eder. Bu blge homojen olmayan deformasyonlarla birlikte

    balar ve gzle grlen Lders bantlar eklinde btn gvdeye yaylr. Bu tip gerilme-uzama

    davran sergileyen malzemelerde akma dayanm kolaylkla belirlenir.

    ekil 2.6a) Belirgin akma noktas gstermeyen b) Belirgin akma noktas gsteren

    Mhendislik malzemelerin ou bariz bir ekilde akma noktas gstermez. Bu durumda akma

    gerilmesi ise, mhendislik ekme diyagram zerinden, %0,2 kadar kalc bir deformasyona

    neden olan kuvvetin numunenin orijinal kesit alanna blnmesiyle bulunur. Sz konusukuvvetin belirlenmesi iin, %0.2 kalc ekil deiimi noktas belirlenir ve bu noktadan

    gerilme-ekil deiimi erisinin elastik ksmna bir paralel izilir. Bu paralelin gerilme-uzama

    erisini kestii noktaya karlk gelen gerilme deeri o malzemenin akma dayanmdr.

    ekil 2.7Belirgin akma noktas gstermeyen bir numunenin Gerilme-uzama diyagram

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    9/86

    8MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Akma dayanm, mhendislik malzemelerin en nemli mekanik zelliklerinden biridir.

    Dizayn mhendisliinde, akma mukavemeti msaade edilebilen maksimum snrdr. Akma

    mukavemetinin zerindeki deerler ise malzeme ekillendirme ilemlerinde kullanlr.

    Kullanm esnasnda, uygulanan kuvvete dayanabilecek paralar tasarlanyorsa, parann

    plastik olarak ekil deitirmediinden emin olunmaldr.

    Plastiklik: Bir malzemeye d yk uygulandnda ekil deiimi olur ve yk kaldrldnda

    malzeme eski ekline dnmez ise malzeme plastik ekil deitirmi demektir. Buradaki ekil

    deiimi kalc ekil deiimidir.

    ekme Dayanm: Bir malzemenin kopuncaya veya krlncaya kadar dayanabilecei en

    yksek gerilme deeridir. diyagramndaki en byk gerilmedir. ekme deneyinin

    amac; malzemelerin statik yk altndaki elastik ve plastik davranlarn belirlemektir.

    ekme dayanm Rm veya ile gsterilir.

    ekil 2.8 Gerilme-Birim uzama diyagramna bir rnek

    Birim uzama (Kopma) : 100*Lo

    L [%] Kopma uzamas, numunede ortaya kan

    toplam uzama miktarnn numunenin orijinal l uzunluuna oran olarak tanmlanr.

    Kesit daralmas: 100*Lo

    L [%]numunenin koptuktan sonraki kesit alanndaki

    daralmann, balangtaki orijinal kesit alanna orannn % olarak ifadesidir.

    ekil 2.9Kesit daralmasnn gerilme-uzama diyagram zerinde ematik gsterimi

    Sneklik: Sneklik, malzemenin krlmadan ekil deitirebilme zelliidir. Malzemenin

    sneklik deerleri yannda, akma dayanmnn ekme dayanmna oran (a/)da malzemenin

    ekillendirilme kabiliyetini gsteren nemli bir byklk olarak deerlendirilmektedir. Szkonusu oran iyi ekillendirilebilen yumuak elikte yaklak 0.66 iken, sz konusu zelliin

    ok yetersiz olduu malzemelerde (rnein sertletirilmi elikler) 1e yakndr.

    Tokluk: Bir malzemenin plastik deformasyon srasnda enerji absorbe etme zelliine tokluk

    denir. ekme erisi altnda kalan alan ekme iini verir ve bu deer tokluun bir lsdr.

    Aadaki ekilde tokluu yksek ve dk iki malzemenin ekme diyagram verilmitir. Bu

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    10/86

    9MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    malzemelerden yksek karbonlu yay eliinin akma ve ekme mukavemeti orta karbonlu

    yap eliinin akma ve ekme mukavemetinden ok daha yksektir. Ancak, yap eliinin

    toplam % uzama miktar daha fazla yani, sneklii daha iyidir. Yap elii iin ekme

    diyagram altndaki alan daha byk olduundan, yap elii yay eliine gre daha tok bir

    malzemedir. Buna gre tokluk, mukavemet ve snekliin her ikisini de iine alan bir

    zelliktir.

    (a) (b)

    ekil 2.10(a) Gerilme uzama erisinde tokluun belirlenmesi ve (b) Gevrek ve snek iki

    malzemede tokluun gsterimi

    Gevreklik:Plastik ekil deitirme kabiliyetinin olmamas durumunu ifade eder. Eri bazen

    elastik snrda bazen de elastik snra ok yakn bir noktada son bulur.

    Dvlebilirlik: Sneklik gibi tarif edilir. Ancak buradaki ekil deitirme basma

    eklindedir. Dvlebilir malzemeler byk plastik ekil deiimine msade ederler ve

    haddelenebilirler. (Al, Cu, Pb gibi).

    Plastik ekil Deiimi Blgesi

    Homojen deformasyon blgesinde gzlenen olaylar

    Baz metalik malzemeler elastik ekil deiiminden plastik ekil deiimine geerken akma

    olayn belirgin bir ekilde gerekletirirler. Bu malzeme gurubuna en iyi rnek yumuak

    durumdaki (herhangi bir sertletirme ilemi uygulanmam) basit ve ounlukla dk

    karbonlu eliklerdir. Demir d metaller ve yksek scaklklarda metallerin hibiri belirgin

    akma zellii gstermezler.

    ekil 2.11Belirgin akma noktas gsteren malzemelerin gerilme-uzama grafii

    Malzemeye akma dayanmnn zerinde bir gerilme uygulanmas durumundaplastik yani geri

    dnsz ekil deiimi balam olur. Bu durumda dislokasyonlar harekete geerek kayma

    mekanizmasn altrrlar ve plastik ekil deiimi balar. Bu blgede ekil deiimi devam

    ederken baz mekanizmalar sayesinde yeni dislokasyonlar meydana gelir ve uygulanandeformasyon ile beraber dislokasyon younlu da artar. Younlaan dislokasyonlar gerek

    kendileriyle ve gerekse baka engellerle (boluk, ara yer atomu, kelti, tane snr vb.)

    etkileerek, hareketleri daha g gereklemeye balar. Dier bir deile daha ileriki hareketi

    iin daha yksek gerilmeye ihtiya duyulur. Buna deformasyon sertlemesi (strain hardening

    or work hardening) veya pekleme ad verilir. Bu nedenle homojen deformasyon blgesinde

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    11/86

    10MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    gerilme-birim ekil deiimi erisi artan deformasyon miktar ile birlikte srekli olarak

    ykselir. st akma noktasndan sonra gelien testere dii grnmndeki blge kesit

    boyunca tm kayma bantlarnda akmann gerekletiini gsterir. Oluan bu bantlara Lders

    Bantlar ad verilir.

    ekil 2.12Az karbonlu elikte sreksiz akma olay ve lders bandlarnn oluumu

    Bu olay tamamlannca malzeme kesit boyunca homojen peklemeye urar. Bu gerilmenin enyksek olduu noktaya kadar homojen ekil deitirme srmeye devam eder.

    Deney srasnda numune srekli uzad iin hacim sabitliine gre kesit srekli olarak

    azalr. Kesit daralmas uygulanan kuvvetin azalmasn, oluan pekleme ise artmasn gerekli

    klmaktadr. Bu blgede pekleme etkisi kesit daralma etkisinden daha etkili olduu iin

    gerilme srekli artar. Ancak art oran giderek azalr ve le bir noktaya gelinir ki, burada

    kesit daralmas ile pekleme etkisi birbirini dengeler. Bu noktada elde edilen gerilme deeri o

    malzemenin dayanabilecek olduu maksimum gerilme deerini (ekme gerilmesi) verir.

    Homojen PD blgesine kadar zorlanm daha ileri zorlamalara maruz kalmam

    malzemelerde ikinci bir akma olay gzlenebilir. Bu olay arayer atomlarnn mevcudiyeti ile

    aklanmaktadr. Bu arayer atomlarnn dislokasyonlarn altndaki boluklara yerleerek

    dislokasyonlar kilitledikleri dnlmektedir. Bu atom gruplarna Cottrell Atmosferi ad

    verilmektedir. Bu ikinci akmann oluabilmesi iin yukardan da anlalaca gibi Cottrell

    atmosferinin etkin rol oynamas gerekir. Bu ise sl aktivasyon gerektirir. yle ki, souk

    plastik ekil deitirmeye maruz kalm, belirgin akma gsteren bir malzeme, gereken sl

    aktivasyonu salamak amacyla belli bir scakla kadar stlp (100-200 C) soutulduktan

    sonra tekrar plastik ekil deiimine maruz braklrsa, daha yksek gerilme deerlerinde

    belirgin akma olay bir kez daha gerekleir. Bu olaya Deformasyon Yalanmas (Strain

    aging) ad verilir.

    ekil 2.13Deformasyon yalanmas

    Homojen olmayan deformasyon blgesi gzlenen olaylar

    Gerilmenin pik yapt nokta geildiinde, kesit peklemeye oranla ok byk bir hzla

    daralmaya balar ve numunede boyun verme (necking) olay meydana gelir. Boyun vermenin

    balad noktaya plastik kararszlk noktas denir ve bu nokta maksimum gerilmeyi yani

    ekme dayanmn verir. Tepe noktasndan sonra numune sadece boyun blgesinde yerel

    olarak deforme olur. Boyun blgesindeki kesitin srekli azalmas, uygulanan ykte dmeye

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    12/86

    11MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    neden olur ve diyagram aa dner. Bu olay deney numunesinin kopmasyla son bulur.

    Kopmann meydana geldii gerilme deeri ise kopma mukavemeti olarak alnr.

    Gerek - Diyagram ile Mhendislik - Diyagram arasndaki iliki

    u ana kadar anlatlan gerilme ve birim ekil deitirme deerleri mhendislik deerler

    olarak nitelendirilir. Mhendislik deerlerin hesaplanmas, deney parasnn deney ncesi

    boyutlar dikkate alnarak yaplmtr. Ancak plastik deformasyonla birlikte parann

    boyunda srekli bir uzama gerekleir ve buna bal olarak plastik ekil deitirmede hacim

    sabitlii prensibine dayanarak kesitinde azalma gerekleir. Bu ller esas alnarak elde

    edilen gerilme birim ekil deitirme deerleri, gerek deerler olarak nitelendirilir (g, g).

    Tasarmda, kk miktarlarda ekil deitirmeler sz konusu olduu iin mhendislik

    deerleri kullanmak yeterli olur. Ne var ki, imalatta byk miktarlarda ekil deiimleri sz

    konusu olduu iin mutlaka gerek deerleri kullanmak gerekir. Aada bir malzemeye ait

    gerek gerilme ve mhendislik gerilme grafii birlikte verilmitir.

    ekil 2.14Mhendislik ve gerek gerilme-ekil deiimini gsteren diyagramlar

    Basma Deneyi: Basma deneyi ilem itibariyle ekme deneyinin tamamen tersidir. Basma

    deneyi de ekme deneyi makinelerinde yaplr. Basma gerilmesine maruz kalan malzemelerin

    temel mekanik zellikle genellikle basma deneyi ile belirlenir. Bu tr malzemeler, genellikle

    gevrek yapl malzemelerdir. rnek olarak, gri dkme demir, yatak alamlar gibi metalik

    malzemeler ve tula ve beton gibi metal d malzemelerin basma mukavemetleri ekme

    mukavemetlerine gre ok daha yksek olduu iin basma kuvvetinin uyguland yerlerde

    kullanlrlar. Homojen bir malzemenin gerek gerilme-birim ekil deiimi iin ekme ve

    basma durumlar ayndr. Basma deneyi srasnda numunenin kesit alan srekli olarak

    byd iin boyun oluumu yoktur. Basma deneyi bilhassa gevrek ve yar gevrek

    malzemelerin snekliinin hassas bir ekilde belirlenmesinde kullanlr.

    Basma diyagram: Metalik malzemelerin basma ve ekme diyagramlarnn ekli genel olarak

    birbirine benzer. Basma deneyinde de nce bir elastik blge (OA) grlr. Anoktas elastik

    snr olarak tanmlanr ve bu noktadan sonra plastik deformasyon balar. Bu blge, ekme

    deneyinde elde edilen blge ile tamamen ayndr. Plastik deformasyon blgesinin ilk ksm

    (AB) ekme diyagramnn plastik deformasyon erisinin ilk ksmna benzer bir eimle devam

    eder, fakat daha sonra basma erisinin eimi artar. Bunun nedeni, deney srasnda numunenin

    kesit alannn srekli artmasdr. Deneyin sonuna doru, kesit ok arttnda gerilme de ani

    olarak ykselir. te yandan, numunenin gerek kesit alanna bal olarak hesaplanan gerek

    gerilme deeri ise mhendislik gerilme deerinden daha dktr. Basma ve ekme

    deneylerinden elde edilen gerek gerilme-gerek birim uzama diyagramlar ayndr.

    ekil 2.15ekme ve basma gerilme-birim ekil deitirme diyagram

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    13/86

    12MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Metalik malzemelerin gerek ekme ve basma diyagramlar birbirinin aynsdr. Ancak,

    mhendislik ekme ve basma diyagramlar, plastik blgede birbirinden farkldr. Bu blgede

    mhendislik basma gerilme deerleri mhendislik ekme gerilmesi deerlerinden daha

    fazladr.

    ekil 2.16Metalik malzemelerde mhendislik ve gerek ekme ve basma diyagramlar

    Sertlik: Yaplnn basit olmas ve malzemeye hasar vermemesi nedeniyle malzeme

    zerinde yaplan en genel mekanik deneylerden biri sertlik deneyidir. Ayrca, bir malzemenin

    sertlii ile dier mekanik zellikleri arasnda paralel bir iliki de bulunmaktadr ve bu sayede

    dier baz zellikler hakknda fikir edinilebilmektedir. rnein eliklerde, ekme

    mukavemeti sertlik deeri ile orantldr. Dolaysyla yaplan basit bir sertlik deneyi

    sonucunda o malzemenin mukavemet deerleri hakknda da fikir edinilebilir.

    Sertlik izafi bir l olup, malzemelerin srtnmeye, kesilmeye, izilmeye ve plastik

    deformasyona kar gsterdii diren olarak tarif edilir. Bilimsel anlamda ise malzemelerin

    dislokasyon hareketine kar gsterdii diren olarak tarif edilir.

    Sertlik lme genellikle, konik veya kresel standart bir ucun malzemeye batrlmasna kar

    malzemenin gsterdii direnci lmekten ibarettir.

    En genel sertlik lme deneyleri aada verilmitir. Bu ller arsnda matematiksel ilikiler

    mevcut olup bir deerden dierine gei yaplabilmektedir. Sertlik lmleri yaplrken,

    yntem ne olursa olsun numune zerinde birka lm yaplp bunlarn ortalamas alnmaldr.

    a) Brinell sertlik lme yntemi,

    b) Vickers sertlik lme yntemi

    c) Rockwell sertlik lme yntemi

    d) Mikro-sertlik lme deneyi.

    ekil 2.17Sertlik lme teknikleri

    Darbe deneyi:entik darbe deneyinde ama, malzemenin bnyesinde muhtemelen bulunacak

    bir gerilim konsantrasyonunun (gerilim birikiminin) darbe esnasnda entik tabannda suniolarak tekil ettirilip, malzemenin bu durumda dinamik zorlamalara kar gsterecei direnci

    tayin etmektir. Gri dkme demir numunelerinde, malzemenin bnyesindeki grafit levhacklar

    entik gibi etki yapacaklarndan, ayrca entik amaa lzum yoktur. Darbe deneyi, metallerin

    zellikle gevrek krlmaya msait artlardaki mekanik zellikleri hakknda salam bir fikir elde

    etmek amacyla uygulanr.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    14/86

    13MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    ekil 2.18Darbe deneyi rnekleri

    Yorulma deneyi: Birok makine paralar ve yap elemanlar kullanm esnasnda

    tekrarlanan gerilmeler (ykler) ve titreimler altnda alr. Bu tr uygulamalarda, uygulanan

    gerilmeler parann statik dayanmndan kk olmalarna ramen, belirli bir tekrar says

    sonunda genellikle yzeyde bir atlama bunu takip eden kopma olayna neden olurlar.

    Yorulma ad verilen bu olay ilk defa 1850-1860 yllar arasnda Whler tarafndan

    incelenmi ve teknoloji ilerledike mhendislik uygulamalarnda daha fazla nem

    kazanmtr.

    Yorulma Mukavemeti (Sreli Yorulma Dayanm): Malzemenin, zamanla deien

    gerilme ile zorlanmas durumunda snrl ve belirli bir devir saysnda tayabildii

    gerilmedir. Bu gerilme deeri verildiinde yanna tekrar says mutlaka yazlmaldr; fNR

    ile gsterilir.

    Yorulma Limiti (Sresiz Yorulma Dayanm): Malzemenin, zamanla deien gerilme

    durumunda, teorik olarak sonsuz tekrar saysnda hasara uramad gerilmedir.Bakr, bakr

    alamlar, alminyum, alminyum alamlar , magnezyum gibi demir olmayan

    metaller yorulma limiti gstermezler. Bu malzemeler iin sreli yorulma dayanm sz

    konusudur. Malzemelerin yorulma limiti deerleri deneylerle elde edilir ve eitli

    malzemelerin yorulma limiti deerlerini izelgelerde bulmak mmkndr. fdR ile gsterilir.

    3.MAKNE TASARIM MALZEMELER

    Kaynakl Konstrksiyon Malzemeleri

    Lehim Malzemeleri

    Perin Malzemeleri

    Cvata ve Somun Malzemeleri

    Pim Malzemeleri

    Perno Malzemeleri

    Kama Malzemeleri

    Rulmanl Yatak Malzemeleri

    Kaymal Yatak

    Malzemeleri

    Mil Malzemeleri

    Yay Malzemeleri

    Dili ark Malzemeleri

    3.1 Kaynakl Konstrksiyon Malzemeleri

    Kaynak yaplan eliin kaynak dikiindeki s esas malzeme tarafndan hzl bir ekilde

    ekilir. eliin karbon orannn %0,2 den fazla olmas durumunda kaynak dikiinde sert ve

    krlgan mikro yaplar oluabilir. Bu nedenle kaynaklanacak eliklerin karbon oranlar

    %0,2'den kk olmaldr. Piyasada kaynakl konstrksiyonlarda kullanlan levha, I

    profil i, U profili, kebent vs. yar mamul eliklerin karbon oranlar genellikle %0,14...0,23

    aralndadr. En ok kullanlan elikler St33 (S185), St37(S235), St44(S275) ve St52 (S355)

    elikleridir.

    Karbon oran yksek olan elikler n stma yaplarak kaynatlabilir; fakat byle bir ilem pek

    ok kontrksiyon iin uygulanamaz ve ekonomik deildir. Hafif yaplar elde etmek iin, hem

    kaynaklanabilir, hem de dayanm yksek ince taneli elikler kullanlr.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    15/86

    14MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    3.2 Lehim Malzemeleri

    Lehim malzemesi ergiyerek, ergimeyen iki metali balar. Balant, lehim malzemesinin,

    lehimlenecek malzemenin yzey boluklarna, girintilerine, przllk ilerine doldurmas

    ile salanr. Ergime scakl 450C 'den kk olan lehimlere yumuak lehim, byk

    olanlara sert lehim denilir.

    Lehim malzemesi seilirken ilk dikkat edilecek zellik ergime scakldr. Lehim

    balantsnn alma artlarna gre scaklk ve buna bal olarak da lehim alam seilir.

    Yumuak lehim malzemelerinin ergime scaklklarnn dk ve sabit olmas genellikle tercih

    edilir. Bu nedenle lehim malzemeleri genellikle tektik alamlardr. Ticari olarak satlan

    yumuak lehim malzemelerinin ergime scakl 11C (Ga-ln-Sn alam) ile 425C (Ge-

    AI alam) arasnda deimektedir.

    Kalay-Kurun Lehimleri: Kalay-kurun lehimlerinin ok geni kullanm alan vardr.

    tektik alam %63Sn-%37Pb oranlarndadr ve ergime scakl 180C civarndadr. Alam

    oranlar %100Sn ve %100Pb aralnda olabilir. %5Sn-%95Pb lehimi kalay kapl paralarnve otomobil radyatrlerinin lehiminde kullanlr. Otomobil radyatr lehimlemesinde

    kullanlan alama, alma scaklnda dayanmn artmas iin az miktarda gm katlr.

    Radyatr lehimlenmesinde %10Sn-%90Pb ve %20Sn-%80Pb alamlar da kullanlr. Bu

    alamlarn kullanlmas durumunda lehimin katlamas geni bir scaklk aralnda

    olduundan, souma esnasnda, scak yrtlmann olmamas iin parann hareket

    ettirilmemesi gerekir. Yksek kalayl lehimlerin ergime scaklklar dktr ve genellikle

    elektronik sanayinde kullanlr. Lehim alamnn iinde bulanabilecek kalnt elementleri

    (Al, Sb, As, Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, P, S, Zn,) lehim zelliklerini deitirecei iin belirli

    deerlerin altnda tutulmas gerekir

    Dier Yumuak Lehim Malzemeleri: Ergime scaklklar deiik yumuak lehim alamlar

    vardr. Kalay-antimon lehimi (%94Sn,%4,5...5,5Sb) paslanmaz eliklerin lehiminde

    kullanlr. Bu alam iyi srnme ve yorulma dayanmna sahip olduu iin soutma

    tesisatlarnda kullanlr. Kalay-kurun lehimleri (%94..96Sn+%3,4...5,8Ag) dier alamlara

    gre pahaldr; fakat dier lehimlere gre yksek dayanmndan dolay, bilhassa gda

    sanayinde tercih edilir.

    Kalay-inko ve inko-alminyum lehimleri galvanik korozyona dayanmlarndan dolay

    tercih edilirler. tektik kalay -inko alamnn (%91Sn+%9Zn) ergime scakl

    199C'dir ve dk scaklklarda alacak paralarn birletirilmesi iin uygundur. 388C

    ergime scaklna sahip tektik inko-alminyum lehimi (%95Zn-%5AI) s eanjr

    borularnn birletirilmesinde kullanlr. ndiyum esasl lehimler, bilhassa sfr alt

    scaklklardaki zelliklerinin iyi olmasndan dolay uzay aralar ve uydularda kullanlr.

    %52ln-%48Sn ve %97ln-%3Ag lehimleri cam-metal, cam-cam birletirmelerinde kullanlr.

    Bu alamlar ayn zamanda dk buharlama basnlarndan dolay vakum teknolojisinde

    kullanlr. %50ln-%50Pb lehimi elektronik endstrisinde kullanlr.

    Yapla cak lehi min yzeylere iyi tutunmas iin, Lehi m ile birl eti rile cek yzeyler, asit,

    nem, pas.ya, boya vs gibi kirliliklerden temizlenmelidir. Temizleme ilemi mekanik ve

    kimyasal yollarla yaplabilir. Temizleme iin kullanlan kimyasallara dekapan denilir.

    Metallerin lehimlenebilme kabiliyetleri, oksit oluturma aktiflikleri ile ilgilidir. Kolay oksit

    oluturan metallerin lehimle birletirilmeleri de zordur.

    Berilyum ve titanyum lehimlenemez metallerdir. Alminyum ve alminyum bronzu ok

    zor lehimlenir. Altn, gm bakr, kalay ok kolay lehimlenir.

    Sert Lehim (Brazing): Yukarda da bahsedildii gibi, sert lehim yapmak iin, lehim

    malzemesinin 450 C'nin zerinde stlmas gerekir. Istma ilemi, aloma ile, frn

    yardmyla, indksiyonla vs yaplabilir. Sert lehim malzemeleri ve uygulama alanlar

    aadaverilmitir.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    16/86

    15MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 2. Sert Lehim Malzemeleri

    Lehim malzemesi Birletirilecek malzeme Uygulama rnekleriAl-Si tektik alam

    (%88,4Al-%11,6Si)

    Alminyum, alminyum alamlar,

    elik ile alminyum, alminyum ile

    otomobil radyatrleri, s

    eanjrleri, ar petei yaplar

    Cu-Sn peritektik alam

    Cu-Zn peritektik alam

    Bakr, bakr alamlar, bakr ile

    yumuak elik, bakr ile paslanmaz

    Is eanjrleri, otomobil

    paralar,

    Cu-Ag tektik alam Demir esasl alamlar, Alminyum ok geni kullanm alan

    (Ni/Fe+Cr)-Si-B paslanmaz elikler, Nikel ve kobalt

    esasl sper alamlar, karbon elikleri,

    Uak trbin paralar,

    Otomobil paralar, Is

    (Nj.Pd)-Si-B AiSI 300 serisindeki paslanamaz

    elikler, Sementit karbr (elmas u

    Ar petei yaplar, Sementit

    karbr/polikristal elmas

    Au-Ni kat zeltisi Nikel esasl s rezistanslar, elikler Ar petei yaplar, Trbin

    Cu-(T,Zr)-Ni tektik ve Titanyum/zirkonyum esasl alamlar Titanyum tpler, uak

    3.3 Perin Malzemesi

    Perinler, kaynak teknolojisi gelimeden nce kazan, boyler, kpr, gemi ve elik

    konstrksiyon inaatlar gibi yaplarn imalinde kullanlrd. Kaynak teknolojisinin gelitii

    gnmzde perinli balantlar fazla kullanlmamaktadr. Alminyum gibi kayna zor

    olan malzemelerin balantlarnda, farkl iki malzemenin birletirilmesinde,

    kaynan meydana getirdii sdan dolay malzemenin bozulmamas istenen yerlerde

    perinli balantlar hala cazip olmaktadr.

    Perin ba taraf ikin silindik paradr. Perinin aft boyu, levha kalnlndan 1,5d kadar

    fazla o lmaldr. Perin delik ap, perin apnd an byk alr. Perinleme esnasnda

    perin ierek delii doldurur. elik malzemeler iin, perin yapma ilemi, perin apna

    bal olarak scak veya souk yaplabilir, d < 9 mm ise souk per in, d > 9 mm ise scak

    perin yaplr, d > 26 mm ise perin presle dvlerek, d

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    17/86

    16MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 3. Cvata Kaliteleri ve Mekanik zellikleriKalite

    DIN267

    Kalite

    ISO 898

    Rm

    (N/mm2)

    DIN 267

    Rm

    (N/mm2)

    ISO 898

    Re

    (N/mm2)

    DIN 267

    Re

    (N/mm2)

    ISO 898

    Cvata imalatnda kullanlanelik rnekleri

    3.6 3.6 340 330 200 190 QSt36-3QSt38-34.6 4.6 400 400 240 240

    4.8 4.8 400 420 320 320Cq22

    Cq355.6 5.6 500 500 300 3005.8 5.8 500 520 400 4206.6 - 600 - 360 -

    6.8 6.8 600 600 480 4806.9 - 600 - 540 -

    8.8 8.8 800 800 640 640 M20 Cq45, 19MnB4, 22B2,> M20 Cq45, 38Cr2, 46Cr2,

    - 9.8 . 900 720

    10.9 10.9 1000 1040 900 940 M8 35B2> M8 34Cr4, 37Cr4, 41Cr4

    12.9 12.9 1200 1220 1080 1100 M18 37Cr4, 34CrMo4

    M24 34CrMo4, 42CrMo4

    >M24 34NiCrMo6, 30CrNiMo8

    14.9 - 1400 - 1260 - 42CrV6

    3.5 Pim Malzemeleri

    Pimler, merkezleme veya emniyet eleman olarak kullanlrlar; ayrca hafif zorlamal

    balantlarda balama elaman olarak da kullanlabilirler. Silindirik, konik veya entikli

    yapl elemanlar olup muhtelif eitleri vardr. Pim malzemesi olarak cvata malzemeleri

    kullanlr ve cvatalar gibi kalitelere ayrlmtr. En ok 5.6 ve 6.6 kalitedeki pimler

    kullanlr. Pimler kk ve deitirilmesi kolay olduu iin, pim malzemesi balant

    elemanlar iinde en zayf olmaldr.

    3.6 Perno Malzemeleri

    Pernolar silindirik dz veya bal olabilirler. Pernolar, mafsall balantlarda, kk

    tekerleklerin, kasnaklarn ve rulolarn tayc elemanlara balanmasnda kullanlr.

    Pernolardan anmaya ve yerine gre yorulmaya dayankllk istenir. Perno malzemesi

    olarak, genel yap elikleri, slah elikleri, sementasyon elikleri, otomat elikleri

    kullanlabilir. Anmaya dayankllk istenen yerlerde sementasyon veya indksiyon ile

    yzey sertletirmesi yaplabilir.

    3.7 Kama Malzemeleri

    Kamalar; dili ark, kasnak, volan vs. gibi makine elemanlarnn mile gre izafi hareket

    etmesini engeller; yani mildeki momenti bal olduu elemana aktarr. TS 147 de, kama

    malzemesi olarak C45 Islah elii verilmitir. Kamann kulland balantda, balant

    elamanlarnn malzemesi seilirken kamann malzemesinin en dk dayanml olmas tavsiye

    edilir. Bu ekilde, balantda hasar meydana gelir ise ilk nce ucuz ve imalat kolay olan kama

    hasar grr.

    3.8 Rulmanl Yatak Malzemeleri

    Rulmanl yataklarn bilezikleri ve dnen elemanlar derinlemesine sertleme kabiliyeti olan

    100O6 gibi eliklerden veya sementasyon eliklerinden yaplr. Sertletirme sonucu 58 -

    65HRC sertlik elde edilir. Rulmann alma scakl 125 C'nin stne kmas durumunda

    scaa dayankl (%4Cr,%7W, %2V, %4Mo, %5Co gibi) rulman elikleri kullanlr.

    Korozyonlu ortamlarda alacak rulmanl yataklar iin martenzitik paslanmaz elikler

    (%15Cr, %4Mo, %5Co) kullanlr. Rulman elikleri vakum ergitme yntemiyle elde edilir.

    Bu yntem ile elde edilen eliin homojen bir mikro yaps vardr ve kalntlar ok azdr.Byle bir eliin gvenirlilii yksek olur.

    Dnen elemanlar tutmak iin kullanlan kafesler, kk boyutlu rulmanl yataklarda elik

    saclardan veya pirinten preslenerek yaplr; byk boyutlu rulmanl yataklarda talal ileme

    ile yaplm elik veya pirin kafesler kullanlabilir. Kk veya orta boy rulmanl

    yataklar iin poliamitten (nylon6.6) yaplm kafesler kullanlabilir. Poliamid kafesli

    rulmanl yataklarn alma scaklklar -40C'nin altna inmemeli ve 120C 'nin stne

    kmamaldr. elik kafesler srtnme ve anmay azaltmak iin, korbonitrrleme gibi yzey

    sertletirme ilemlerine tabi tutulurlar. Ar scak ve yksek korozyonlu ortamlar iin

    gelitirilmi seramik malzemeler kullanlr.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    18/86

    17MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    3.9 Kaymal Yatak Malzemeleri

    Kaymal yatak malzemeleri sertliklerine gre e ayrlr:

    Sertlikleri 50 BSD (HB)' den kk olan plastik alamlar. Plastik alamlar, beyaz

    alamlar, kurun bronzlar, plastik alminyum alamlar ve gmtr. Ar

    yklenen ve ar hzla alan yataklarda plastik alamlar kullanlr. Yatak tam

    yalamal almaldr. Yatak malzemesi bur zerine ince kabuk eklinde kaplama

    yaplr.

    Sertlii 50-100 BSD arasnda olan yumuak alamlar. Yumuak alamlar,

    yumuak bronzlar (Sn, Sn-Pb, Sn-Pb-Zn bronzlar) ve alminyum alamlardr.

    Sertlii 100 BSD' den byk olan sert alamlar. Sert alamlar, Alminyum ve

    demir bronzlar ve dkme demirlerdir.

    Yumuak ve sert alamlar, tam yalamann yaplamad snr srtnmeli durumlarda

    kullanlr.

    Beyaz Yatak Alamlar: Beyaz yatak alamlar plastik matriks iinde sert bileiklerinyer ald yumuak metal (Sn, Pb, Cd, Sb, Zn) alamlardr. En nemli beyaz yatak

    alamlar ve zellikleri izelgede verilmitir. Beyaz yatak alamlar, snr srtnme

    artlarnda dk srtnme katsaylar, iyi plastik zellii, kendi kendine altrma zellii

    ve anma dayanmlar ynnden dier malzemelerden ayrt edilirler. Plastiklik, ykn

    yatak zerine homojen dalmasn salar ve sert tozlarn, yan oksitlenmesinden meydana

    gelen sert paracklarn yataa girmesi durumunda fazla tehlike oluturmasnn nne geer.

    Bu sert paracklar beyaz yatak malzemesinin iine gmlr abrazyon anmas yapmasna

    mani olur. Beyaz yatak alamlarnn en byk zaaf bilhassa yksek scaklklardaki temas

    yorulma dayanmnn dk olmasdr.Beyaz yatak alamlar, 25-35HRC sertliine slah

    edilmi elik mil ile beraber alr. Mil sertliinin 50 -55HRC olmas gvenirliin artmasna

    neden olur. Beyaz yatak alamlar, yatak burcu stne ok ince olarak kaplanr. Kalnln

    azalmas ile temas yorulma dayanm artar.

    Tablo 4. En ok Kullanlan Beyaz Yatak AlamlarAlamelementleri %

    Ergime

    aral CSertlik HV

    (20C'de)Isl genleme

    katsays 10-6/CUygulama rnekleri

    Sn:89 Sb:7,5Cu:3,5

    239-312 23-25 23 Krank milleri, gaztrbini gibi yalamalyataklarda.

    Sn:87 Sb:9Cu:4

    239-340 27-32 23 Krank mili, gemi dilikutu yataklar, trbinyataklar

    Sn: 12 Sb:13Cu:1 Pb:74

    245-260 26 28 Dk scaklk veyklerde

    Bronzlar: Bronzlar, snr srtnme artlarn da yksek yk tayabilen yatak

    malzemeleridir. Bykykleme yaplan, krank milleri, dili ve trbin yataklar vs bronzlardan

    yaplr.

    Tablo 5. En ok Kullanlan Bronz yatak AlamlarAlam

    elementleri

    %

    Ergime

    aral CSertlik HV

    (2QC'de)Isl

    genlemekatsays10

    -6/C

    Kullanld yerler

    Kurunbronzu

    Cu:75Sn:5Pb:20

    Matris:900

    Kurun:32745- 70 18 Yksek basn altndakiburlar,

    kaymal yataklar; iten yanmalmotorlarda krank mili yataklar, kammili yataklar, dili kutusu burlar, gaztrbini yataklarnda ince ve ortakalnlkta kaplama eklinde.

    Kurunbronzu

    Cu:80

    Sn:10Pb:1O

    Matris:820

    Kurun:32765-90 18 Burlar, kaymal yataklar; kam mili

    yataklar, dili kutusu burlar, gaztrbini yataklarnda ince kalnlktakaplama eklinde.

    Kurun

    bronzuCu:85

    Matris:920

    Kurun:327

    45-70 18 Deiikyerlerde kullanlan burlar,

    yataklar.

    Kurunbronzu

    Cu:74

    Matris:900

    Kurun:32740-55 18 Yksek basn altnda alan yataklar,

    burlar vs. Bilhassa, st kaplanankrank mili yataklar.

    Fosfor

    bronzuCu:

    800 70-150 18 Yksek basn altnda ve yksekscaklkta alan burlar yataklar;eksantrik pres yataklar vs.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    19/86

    18MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Cu:70 Pb:30 Matris:1050Kurun:327

    35-45 16 Krank mili, gaz trbini, kompresr gibiyksek ve orta hzlarda alan yatakmalzemesi. stne kaplama yaplabilirveya yaplmayabilir.

    Gm: Ar yklenen mil yataklar az miktarda Sn, Pb ilaveli gm alamlarndan

    yaplr. Gm kaplamann plastiklik zellii vardr, yumuaktr ve iyi bir yatak malzemesi

    zellii gsterir. Gm, porozl bronz zerine 0,1 -0,3 mm kalnlnda veya Cu-Ni alam

    zerine 20-25 m kalnlnda elektroliz yntemi ile kaplanr. Yatan kendi kendisini

    altrma zelliini gelitirmek iin 10-30 m kalnlnda Pb veya Pb-Sb alam ile

    kaplanr. Bunun zerine de birka mikron kalnlnda n (indiyum) kaplanr. Milin sertlii

    50RSD-Cden daha byk olmaldr.

    ok Katl kaplamalar: ok katl kaplamalarda beyaz metal tabakasna destek olmas iin 0,2-

    0,5 mm kalnlnda yatak malzemesi kaplanr. Bu destek tabakas temas yorulmas

    dayanmn ve darbe dayanmn artrr. Destek malzemesi olarak, alminyum bronzlar

    kullanlr. En iyi netice sinterleme yntemiyle retilmi porzl Cu-AI, Cu-Ni alamlardr.

    Dkme Demir Yatak Malzemeleri: Dkme demir yataklar, bronzlara gre daha ucuz

    olduklarndan dolay bronz yatak yerine kullanlr. Dkme demirlerin zaaf krlgan

    olmalardr. Bilhassa yk younlamas olan ksmlarn krlma tehlikesi vardr. Dkme demir

    yataklarn iinde alacak millerin sertlii 55HRC'den fazla olmaldr.

    Hafif Alamlar: En ok bilineni Alminyum bronzudur. %6Sn+%1,5Ni+% 0,5-1 Sb+% 0,5

    Si+% 0,5-1 Mn+AI alam hem iyi plastiklik hem de yksek dayanm zellii verir.

    Alminyum alam yataklarn korozyona dayankllklar iyidir. Bu alamlarn zaaf, dk

    anma dayanml olmalardr. Yatak, basnl ya ile yalanmaldr ve milin sertlii

    55HRC'den byk olmaldr. Alminyum alaml yataklarn kullanlmas durumunda

    yksek seviyedeki sl genleme katsays gz nnde bulundurulmaldr.

    Metal Seramikler: Snr srtnme artlarnda veya yeterli yalama olmamas durumlarnda,

    kendinden yalamal metal seramik bronz-grafit, demir-grafit kompozisyo nlar kullanlr.

    Bu yataklar metal ve grafit tozlarn preslenip sinterlenmesiyle elde edilir. Metal seramik

    yataklar, mikroporzl yaplarndan dolay byk miktarda ya emebilirler. Bu yataklar

    kullanlmadan nce ya ile doyurulur. Byle bir yatak hi yalanmadan birka ay alabilir.

    Doyurma ilemi periyodik olarak yaplr. % 97-98 Fe+% 2-3 grafit kompozisyonunda yksek

    kalite gzlenmitir. % 7'ye kadar Ni ilavesi plastikl ii ve d arbel ere dayan kll a rtr r. Bu

    malzemeler korozyona da dayankldrlar.

    Metal Olmayan Yatak Malzemeleri: Bu malzemeler, plastikler, sert aalar, kauuk ve

    grafittir. Btn bu malzemelerden yaplm yataklarn iinde alacak millerin sertlii

    50HRC'den byk olmaldr. Bu malzemelerin zellikleri, dk s iletim katsaysna sahiptirler

    ve su ile alma zelikleri ya ile alma zelliklerinden iyidir.

    Plastikler: Plastik yataklar, snr srtnme artlarnda alan, yava dnme hareketi ve

    titreimli hareket yapan yerlerde, dzenli yalamann mmkn olmad zamanlarda nem

    kazanr. Bu yataklar dk yklerde yalama yapmadan da alabilir. Yatak yaplacak plastik,

    su ile imeyen ve yalama svlarna kimyasal olarak aktif olmayan zellikte olmal dr. Plastik

    yatan tayabilecei yk, plastiin sertliine ve mukavemetine, alma scaklna dnme

    hzna, yalamann tipine kalitesine bal olarak 1-10 N/mm2 arasnda deiir. Genellikle

    yatak olarak kullanlan plastikler: polyamidler ve flurokarbonlardr. Plastiklerin anma

    direnleri olduka yksektir.

    Karbon Grafit: Karbon grafit, grafit, kmr, kurum ve kok karmnn katran, zift gibi

    yaptrclar ile kartrlmas, preslenmesi ve sinterlenmesi ile elde edilir. Karbon grafit iyi

    bir yatak malzemesi zellii verir, kolayca ilenebilir; fakat krlgandr. Cu, Cd, beyaz

    metallerin tozlar, karbon grafitin iine dayanm, s iletimini ve anma direncini artrmak iin

    katlr. Krlganlk formaldehit, silikon reineleri ve teflon ile doyurularak bertaraf edilebilir.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    20/86

    19MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 6. Yatak Alamlarnn karlatrmal zellikleri(1 kt 5 iyi)Malzeme Brinell Maks.

    al.Scaklk

    C

    Min.

    mil

    sertliiHRC

    Anma

    zellii

    Yatak

    sarmasnakar

    koyma

    Korozy

    ondirenci

    Yanoksitlenmesine

    etkisi

    Yorulm

    a

    dayanm

    20C 150C

    Kalay esaslbeyaz yatak

    alamlar

    20-30 6-12 150 25 5 5 5 5 1

    Kurun

    esasl beya,z

    15-20 6-12 150 25 5 5 3 1 1

    ok katlkaplamalar

    (st beyaz

    20-30 6-12 250 25 5 5 5 5 4

    Kadminyum

    esasl beyazyatak alam

    30-40 15 250 30 4 5 1 4 2

    Kurun 40-70 40-60 300 45 2 3 2 2 4

    Gm 25-30 25-30 400 45 3 4 5 5 5

    Kalay

    bronzlar60-80 60-70 400 45 1 1 4 4 5

    Plastikalminyumalamlar

    35-40 32-46 300 45 2 2 5 5 4

    Yalamasz Yatak Malzemeleri: Yalamasz yataklar, yalamann mmkn olmad,

    yalama yann sisteme zarar verebilecei ve yalama yaplsa bile vakum gibi etkilerden

    dolay yatakta yan kalmayaca yerlerde kullanlr. Bu yataklar alr iken snr ve snn

    ykselmesi anmay artrr ve yatan yk tama kabiliyetini azaltr.

    Yatakta oluan scaklk; srtnme katsays, basn ve hzn arpm ile orantldr ( - P - v ) .

    Oluan snn yataktan uzaklatrlmas iin uygun yatak tasarm ve malzeme seimi

    yaplmaldr. Anma miktar ise basn ve hzn arpm ile orantldr. izelge de

    yalamasz yatak malzemeleri verilmitir.

    Tablo 7. Yalamasz Yatak MalzemelerininzellikleriMalzeme tipi rnek Pmsed

    MPa

    (Stati)k

    Tmsed Islgenlem

    e

    Is iletimkatsaysW/mC

    nemli zellii

    Termoplastikler Nylon(Poliamid)

    Asetal Derlin

    10 100 100 0,24 Ucuz

    Katkltermoplastikler

    (Nylon, Asetal) +MoS2,

    PTFE, Grafit, Pb vs

    15-20 250 60-100 0,24 Dk srtnmekatsays

    Katkl PTFE PTFE+Bronz, mika,karbon, metaller, camlar

    2-7 250 60.-100 0,25-0,5 ok dksrtnme

    katsaysKatkltermosetler

    Fenolikler, epoksiler

    +asbest, tekstil, PTFE

    30-50 175 10-80 0,4 Fiber

    takviyeler

    dayanm artrr

    Karbon-grafit Grafit ve reine 1-3 500 1,5-4 10-50 Kimyasal olarakinert

    Karbon-metal Katklar: Cu,Ag,Sb,Sn,Pb 3-5 350 4-5 15-30 Karbon-grafit'egre dayanmiyi

    Kat yalamalmetaller

    Bronz+grafit, MoS2,

    Ag, PTFE

    30-70 250-500 10-20 50-100 Yksekscakladayankl

    zel mekanikilemyaplamayanrnler

    elik-gzeneklibronz/PTFE

    350 275 20 42

    PTFE/camyn+reine 700 250 12 0,24Termoset+yzey PTFE 50 150 10 0,3

    Metal+doyurulmu PTFE 7 275 100 0,3

    3.10 Mil Malzemeleri

    Miller, genellikle yuvarlak kesitli, karbonlu veya alaml eliklerden yaplr. Millerde

    dayanm ve tokluk gereklidir. Bu zellikleri elde etmek iin, bilhassa ar zorlanan miller

    slah edilir. Islah edilmeyecek miller iin souk ekilmi elik kullanmak daha

    avantajldr. Anan yerlerin eitli yntemlerle yzey sertletirme ilemi yaplmasna gerek

    vardr.

    Miller genellikle deiken gerilme ile zorlandklarndan, mil yaplacak malzemeler

    yorulmaya kar dayankl olmaldr. Hareketli makinelerdeki millerin mmkn olduu kadar

    hafif olmas istenir. Bundan dolay yksek dayanml elikler tercih edilir.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    21/86

    20MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    ayet mil darbeli alan bir makinede alyor ise tokluk da iyi olmaldr. Bu zellikleri

    salamak iin mil slah eliklerinden yaplr. Mil imal edildikten sonra sertlii 35...40HRC

    civarnda olacak ekilde slah edilir. ayet mil kaymal yatak iinde alacak ise, yatak

    iinde kalan muylu ksm 55HRC civarnda yzey sertletirme ilemleriyle

    sertletirilmelidir. Milin zerinde gerilme ylmas oluturan fatura, kama kanal, vida, ya

    delii gibi yerlerin dikkatli tasarm gerekir. Kk apl millerin souk ekilmi elikten

    yaplmas daha iyidir. Trkiye piyasasnda akson ad altnda S235(St37) eliinin souk

    ekilmi ekli satlmaktadr.eliin P, S gibi kalnt elementleri ve o ksitler slfrler

    gibi kalnt bileiklerinden temiz olmas yorulma dayanmn artrr. Milin zerine

    yaplacak, krom kaplama, dolgu kayna ve kaynaklardr.

    3.11 Yay Malzemeleri

    Yaylanma zellii gsteren pek ok malzeme vardr. Fakat yaylar genellikle elikten yaplr.

    Yay yaplacak eliin akma snr yksek olmaldr. Yay tellerine, retim esnasnda

    genellikle patentleme denilen termomekanik ilem uygulanr. Bunun yannda souk ekilerek

    deformasyon sertletirmesi ile sertletirilmi teller de vardr. Baz yaylarn imal edildikten

    sonra slah etme ilemi ile dayanm artrlr (aralarda kullanlan yaprak yaylar gibi).

    Yaylarn yorulma dayanmn artrmak iin ikinci blmde anlatld gibi talama, parlatma,

    bilye bombardman gibi ilemler uygulanabilir. izelgedebaz yay malzemeleri ve mekanik

    zellikleri hakknda bilgi verilmitir Korozyonlu ortamlarda alacak yayalar iin paslanmaz

    elikler, fosfor bronzu gibi bakr alamlar ve nikel alamlar kullanlabilir.

    Tablo 8. Yay eliklerinin Mekanik zelliklerieliin standard Islah edilmi durumda mekanik zellikler

    DIN AISI GOST Akma snr

    N/mm

    2

    ekme dayanm

    N/mm

    2

    Kopma

    uzamas%1.0903(51 S 7) ~92 55 50S2 1130 1320-1570 6

    1.0906(65Si7) ~92 60 ~60S2 1130 1320-1570 6

    1.0902(46Si7) ~9250 - 1080 1270-1470 6

    1.0961(60SiCr7) - - 1130 1320-1570 6

    1.0913(50Mn7) ~C1052 ~45G2 1030 1180-1330 6

    1.7103(67SiCr5) ~9254 60S2HA 1325 1470-1670 5

    1.7176(51Cr3) 5155H ~50Ch6 1180 1370-1620 6

    1.7701 (51 CrMoV4) - - 1180 1370-1670 6

    1.8159(50Crv4) ~6150 50ChGFA 1180 1370-1670 6

    Kauuk Yaylar: Kauuk yaylarn snmleme faktrleri byktr. Bundan dolay kauuk

    yaylar titreimleri absorbe etmek iin kullanlrlar

    3.12 Dili ark Malzemeleri

    Dili arklar; elikler, dkme demirler, demir olmayan metaller, sinter malzemeler,

    plastik malzemeler gibi ok deiik malzemelerden yaplabilir. Bu malzemelerin her birinin

    ayr stn zellii vardr.

    Tasarmc dili ark veya malzemesini seerken; kullanaca malzemenin bulunabilirliini,

    maliyetini, yk tama kabiliyetini, retilebildiini, dili boyutunu ve arln, alma

    scakln, hzn, yalama eklini ve gvenirliliini dikkate almas gerekir. Dili ark

    malzemesinden istenen nemli zelikler; yzey sertlii, krlma tokluu, yorulma dayanm,

    darbeli yklere dayanm, anma ve korozyona kar direntir.

    Dili arklarn en nemli hasar ekilleri, di dibinden yorularak krlma ve yzey basnc ile

    yorularak pullanma (piting) eklindedir. elik iindeki kalntlar ve gaz boluklar, yorulma

    atlaklarnn balangc olduklarndan, yksek dayanml dili ark yaplacak elikler temiz

    elikler olmaldr. eliin sertliinin artmas, yzey basnc yorulma dayanmn artrdndan

    dolay dili arklar sertletirilir. Dili ark komple sertletirilir ise tokluu azalr, dilerin

    darbeli yklerde krlmasna sebep olur. Darbelere dayankl gvenilir sertlik 40HRC

    civardr. Dili-ark komple sertletirilecek ise bu sertliin zerine klmamaldr. Hem daha

    fazla sertlik hem de darbelere dayanrlk istenilmesi durumunda yzey sertletirme yntemlerikullanlmaldr. Bu nedenle yksek dayanml dili arklar, termokimyasal ilemler ile yzey

    sertletirmesi yaplabilen sementasyon elikleri, nitrrasyon elikleri veya blgesel stma ile

    (Alev veya indksiyon ile) yzey sertletirme si yaplab ilen slah eliklerinden yaplr.

    Yzey sertletirme ilemi, yzey sertliinin yannda, yzey tabakasnda bas i gerilmeleri

    meydana getirir. Bu bas i gerilmeleri diin yorulma dayanmnn artmasna neden olur.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    22/86

    21MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Yksek dayanm istenen dili arklar, sementasyon elii veya slah elikl erinden

    yaplr.Sementasyon eliinden yaplan dili arklar, talal ilemden sonra sementasyon,

    yani karbonlama ve sertletirme sl ilemine tabi tutulurlar.

    Dili arklarn yzeyi nitrrasyon ile de sertletirilebilir. Nitrrasyon ileminde elde edilen

    sertlik derinlii ok az olduu iin ancak kk modll dililerde uygun olabilir, byk

    modll dililerde yeterli sertlik derinlii elde edilemez.

    Yzey sertletirme ilemine tabi tutulan dili arklarn modl hesab yaplrken salamlama

    faktr deeri alnmaldr. Yzey sertletirmesi, bilye bombardman, ezerek plastik

    deformasyon sertletirmesi, yzey kaplama gibi ilemler malzemelerin yorulma

    dayanmlarn deitirirler. Bilhassa sementasyonla yzey sertletirmesi yaplan dililerde

    yorulma dayanm nemli bir ekilde artmaktadr. Bu artlar salamlama faktr Ks ile

    hesaba katlr.

    Dkmle retilecek, bilhassa byk modll ve boyutlu dili arklar iin dkme demirler

    nem kazanmaktadr. Bilhassa, yzey sertletirme ilemi uygulanabilen kresel grafitli

    dkme demirler cazip olmaktadr. Hafif zorlama durumlarnda lamel grafitli dkme

    demirler, ucuzluu ve ienebilirlinin kolay olmas asndan cazip olabilir. Ucuzluk

    asndan dier bir malzeme grubu genel yap elikleridir. Genel yap eliklerinin, bilhassa

    dayanm yksek olanlarnn talal ilemesi dkme demirlere gre daha zordur.

    Dili arklarn dier bir hasar ekli anmadr. Bilhassa, sonsuz vida mekanizmas gibi,

    srtnmenin fazla olduu dili arklarda anma birinci derecede dikkate alnmas gereken

    hasar eklidir. Sonsuz vida mekanizmas gibi srtnen dili ark mekanizmalarnda,dililerden birinin demir d malzemeden yaplmas gerekir. Bu nedenden dolay, sonsuz

    vida karlk dilisi yksek anma dayanmna sahip bronzlarlardan yaplr.

    Hafif zorlanan dili arklar, bilhassa kk apta olanlar plastik malzemelerden yaplr. Plastik

    malzemeden yaplm dili arklarn ses yapma problemi olmad gibi yalama yapmaya da

    gerek yoktur. Plastik malzemeler, korozyona dayankl, kuru artla rda srt nme ve an ma

    katsaylar dk, hafif, ucuz ve kolay ekillendirilmeleri asndan dili arklar iin

    cazip malzemelerdir. Dayanm deerleri eliklere gre azdr, yorulma limiti gstermemeleri ve

    srnme ile hasara uramalar en byk eksiklikleridir.Trkiye piyasasnda, fiber adyla

    satlan fenolik laminat kompozitler, plastiklere gre yksek bas dayanmndan dolay cazip

    olmaktadr. izelge de dili ark retiminde kullanlan plastik malzemeler verilmitir.

    Sinter malzemeler, bilhassa kk modll dili arklarn seri retiminde cazip olmaktadr.

    Makine elemanlar ve dili ark hesaplar ile ilgili kaynaklar dili kalitelerine gre

    msaade edilen dayanm deerlerini vermektedir. Bu deerlerin kullanlmas durumunda ilgili

    standartlarn belirttii kalitede dili retmek gerekir. retilmedii durumda hesaplar yanl

    yaplm olur. Burada kaynaklarn vermi olduu dayanm deerlerini vermekle beraber,

    dayanm hesaplarnn nasl yapld detayl bir ekilde anlatlacak ve kyaslama yaplacaktr.

    Kresel Grafitli Dkme Demir: Kresel grafitli dkme demir, piyasada sfero dkm olarak

    da bilinmektedir. Grafitlerin lamelli olmas hem gerilme ylmas meydana getirir, hem de

    tayc kesiti azaltr. Grafitlerin yumrulatrlmas durumunda malzeme iindeki grafitlerin

    entik etkisi azalacak, yk tayan kesit artacaktr. Bu sebepten dolay kresel grafitli

    dkme demirlerin dayanmlar, kopma uzamalar ve tokluklar lamel grafitli dkme demirlere

    gre yksektir. Grafitinyumrulamas (krelemesi) iin, dkm yaplmadan nce, alama

    potasnn iine %0,5 Seryum (Ce) veya %0,5 Mg konulur ve zerine ergimi metal dklr.

    Kresel grafitli dkme demir eitleri ve mekanik zellikleri izelgede verilmitir. Kresel

    grafitli dkme demirler elikler gibi sertletirme, slah etme, yzey sertletirme ilemlerine

    tabi tutulabilir.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    23/86

    22MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 9. TS 526da verilen kresel grafitli dkm eitleri, mekanik zellikleri ve yaps

    Sembol

    ekmeDayanm(en az)

    N/ mm2

    Akma snr(en az)Rp 0.2

    N / mm2

    Kopma Uzamas(en az)A5%

    Brinell

    Sertlii(enok)BSD

    Mikro yapzellikleri

    DDK-40DDK-50

    DDK - 60

    DDK-70DDK-80

    DDK-35.3DDK-40.3

    410490

    590

    685785

    345390

    275345

    390

    440490

    215245

    127

    3

    22

    2218

    140-201270-241

    192-269

    229 - 302248 - 352

    Daha ok ferritikFerritik/Perlitik

    Perlitik/ Ferritik

    Daha ok perlitikPerlitik

    FerritikFerritik

    DIN standartlarnda DDK yerine GGG harfleri kullanlmaktadr. Trkiye'de, kresel grafitli

    dkme demirler genellikle GGG gsterimi ile bilinmektedir. Avrupa standartlarnda ise EN-

    GJS sembol ile gsterilmekte ve ekme dayanm deerleri MPa cinsinden verilmektedir.

    ASTM standartlar A897-90 ve A897M-90'a gre kresel grafitli dkme demirler, ekme

    dayanm, akma snn, kopma uzamas deerlerin srayla yazlmas ile verilir. Dayanm

    deerleri ksi cinsindendir.

    Tablo 10.Dili ark retiminde En ok Kullanlan elikleri ve sl ilemelik Uygulanabilen sl ilem nemli zelliiSAE, AISI DIN

    1045 Ck45 Komp le sertletirme, indksiyonlayzey sertletirme, alevle yzeysertletirme

    Sertleme kabiliyeti zayf

    4130 1.7218

    25CrMo4Komple sertletirme Sertleme kabiliyeti az

    4140 1.7225

    42CrMo4

    Komple sertletirme,

    Sertletirme+Nitrrasyon ,indksiyonla yzey sertletirme,

    Sertleme kabiliyeti fena

    deil

    4145 Komple sertletirmeSertletirme+Nitrrasyon indksiyonlayzey sertletirme Alevle yzeysertletirme

    Sertleme kabiliyeti orta

    8640 Komple sertletirmeSertletirme+Nitrrasyon indksiyonlayzey sertletirme Alevle yzey

    Sertleme kabiliyeti orta

    4340 1.6565

    40CrNiMo6

    Komple sertletirmeSertletirme+Nitrrasyon indksiyonlayzey sertletirme Alevle yzeysertletirme

    Kaln kesitlerde iyisertleebilme

    Nitralloy Sertletirme+Nitrrasyon zel sl ilem gerektirir

    Nitrallqy_G Sertletirme+Nitrrasyon zel sl ilem gerektirir

    4150 1.7238

    50CrMo4

    Komple sertletirmeSertletirme+Nitrrasonindksiyonlayzey sertletirme Alevle yzey

    Sertleme kabiliyeti iyifakat, sertletirmeesnasnda atlamaya

    4142 Sertletirme+Nitrrasyon indksiyonlayzey sertletirme Alevle yzeysertletirme

    4140'a gre daha iyisertleme kabiliyeti

    1020 Sementasvon Sertleme kabiliyeti ok4118 Sementasyon ekirdek sertlii fena

    4620 Sementasyon yi kabuk sertletirme1.7131 Sementasyon ekirdek sertlii fena8620 Sementasyon ekirdek sertlii fena4320 Sementasyon yi ekirdek sertlii8822 Sementasyon Kaln kesitlerde iyi4820 Sementasyon Sertletirme kabiliyeti9310 Sementasyon Sertletirme kabiliyeti

    NOT:Komple sertletirme ileminde, sertliin 40HRCyi gemesi durumunda tokluk zellikleriktleir.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    24/86

    23MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 11.Dili ark retiminde En ok kullanlan Plastik Malzemelerzellik Poliamid

    (EktrzyonlaretilmiNvlon 6)

    Kestamid

    (DkmleretilmiNylon 6)

    Nylon 6.6

    (Ektrzyonlaretilmi)

    Derlin

    (Asetal)

    (Ektrzyonla retilmi)

    Akma dayanm. MPa 62-90 76-79 76-83 62-69

    ekme modl, GPa 1,4-2,8 2,4-3.7 2,6-3,2 2,8-3,6

    Kopma Uzamas, % 100-320 20-60 60-300 25-40Basma dayanm, MPa 69-90 62-105 105 36

    Eme akma dayanm MPa 34-97 34-110 41-110 90-97

    Eme modl GPa 2,8 1,4-3,4 1,4-3,1 2,8Izot darbe dayanm(oda scaklnda). J/cm *

    0,53-1,6 0,53-1,6 0,53-1,1 0,53-0,80

    Krlma tokluu, Kc MPa m1' 2,5-3 2,5-3 2,5-3 4

    Poisson oran - - 0.39 0,35

    elik stnde srtnmekatsays, \ (0,28MPa basn,dinamik)

    0,28 0,21

    Yorulma dayanm (N=10 ),

    MPa

    48 (%30 cam yn takviyeli) 45 62(%30

    cam ynYorulma dayanm (N=107),MPa

    40 (%30 cam yn takviyeli) 36 48(%30cam yn

    Rockwell sertlii R90-120 R95-120 R120 M80-90

    Isliletim katsays W/mK 0.17 0,17 0,26

    Isl genleme katsays" "

    9-14 9-16 14 15,3-18

    zgl ss. kJ/kg 1,7 1,7 1,7 1,7

    alma scakl, 79-120 79-120 79-150 91

    retim scakl, O 225-270 - 270-325 170-230

    Yumuama scakl.D

    C 50 50 50

    Ergime scakl, C 215 215 265 175

    Yanma scakl, C 450 450 530

    Younluk, g/cmJ 1.12-1,14 1,15 1,13-1,15 1,42

    24 saatte su emme oran % 1,7-1,8 0.6 1,5 0,3

    Tablo 12.Alamsz slah eliklerinin slah edilmi durumdaki Mekanik zellikleri

    Islah elikleri

    elik Mal. No

    ap < 16mm veyakalnlk < 8mm

    16mm < ap < 16mm veya8mm < kalnlk < 20 mm

    Re (akma

    dayanm)en az

    Rm

    (ekmedayanm)

    Re (akma

    dayanm)en az

    Rm

    (ekmedayanm)

    N/mm2 N/mm2

    C22 1.0402

    340

    500

    290

    470

    C22E 1.1151 - -

    C22R 1.1149 650 620

    C25 1.0406

    370

    550

    320

    500

    C25E 1.1168 - -

    C25R 1.1163 700 650

    C30 1.0528

    400

    600

    350

    550

    C30E 1.1178 - -

    C30R 1.1179 750 700

    C35 1.051

    430

    630

    380

    600

    C35E 1.1181 - -

    C35R 1.1180 780 750

    C40 1.0511

    460

    650

    400

    630

    C40E 1.1186 - -

    C40R 1.1189 800 780

    C45 1.053

    490

    700

    430

    650

    C45E 1.1191 - -

    C45R 1.1201 850 800

    C50 1.0540520

    750460

    700C50E 1.1206 - -

    C50R 1.1241 900 850

    C55 1.0535

    550

    800

    490

    750

    C55E 11203 - -

    C55R 11209 900 900

    C60 10601 580 850-1000 520 800-950

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    25/86

    24MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 13.Alaml slah eliklerinin slah edilmi durumdaki mekanik zellikleri Islah elikleri

    elikMal.

    No

    ap < 16mm veyakalnlk < 8mm

    16mm < ap < 16mm veya8mm < kalnlk < 20 mm

    Re (akma dayanm)en az

    Rm

    (ekmedayanm)

    Re (akma

    dayanm)en az

    Rm

    (ekmedayanm)

    N/mm2 N/mm2

    28Mn6 - 590 800-950 490 700-850

    38Cr2 -550

    800450

    700

    38CrS2 - 950 85046Cr2 -

    650900

    550800

    46CrS2 - 1100 950

    34Cr4 -700

    900590

    800

    34CrS4 - 1100 950

    37Cr4 -750

    950630

    850

    37CrS4 - 1150 1000

    41Cr4 -800

    1000660

    900

    41CrS4 - 1200 1100

    25CrMo4 -700

    900600

    900

    25CrMoS4 - 1100 1100

    34CrMo4 -800

    1000650

    900

    34CrMoS4 - 1200 1100

    42CrMo4 -900

    1100750

    1000

    42CrMoS4 - 1300 1200

    50CrMo4 -900

    1100780

    1000

    50CrNiMo4 - 1300 1200

    36CrNiMo4 - 900 1100-1300 800 1000-1200

    34CrNiMo6 - 1000 1200-1400 900 1100-1300

    30CrNiMo8 - 1050 1250-1450 1050 1250-1450

    36CrCrMo16 - 1050 1250-1450 1050 1250-1450

    NiCrV4 - 900 1100-1300 800 1000-1200

    Tablo 14.Nitrrlenebilir eliklerin slah edilmi haldeki mekanik zellikleri

    Nitrrlenebilir elikler

    elik

    t

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    26/86

    25MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 16.Baz Dkme demirlerin mekanik zellikleri

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    27/86

    26MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 17.Genel yap eliklerinin mekanik zellikleri

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    28/86

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    29/86

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    30/86

    29MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Tablo 21. Sertlik deerlerinin yaklak dnm tablosuRockwell B Rockwell C Vickers Brinell Rm (MPa)

    90 86 285

    56.2 100 95 320

    62.3 110 95 320

    66.7 120 114 385

    71.2 130 124 415

    75 140 133 450

    78.7 150 143 480

    81.7 160 152 510

    85 170 162 545

    87.1 180 171 575

    89.5 190 181 610

    91.5 200 190 640

    93.5 210 199 675

    95 220 209 705

    96.7 230 219 740

    98.1 240 228 770

    115.1 250 238 800

    23.1 255 242 820

    24.8 265 252 850

    26.4 275 261 880

    27.1 280 266 900

    28.5 290 276 930

    29.2 295 280 950

    31 310 295 995

    32.2 320 304 1030

    33.3 330 314 1060

    34.4 340 323 1095

    35.5 350 333 1125

    36.6 360 342 1155

    37.7 370 352 1190

    38.8 380 361 1220

    39.8 390 371 1255

    40.8 400 380 1290

    41.8 410 390 1320

    42.7 420 399 1350

    43.6 430 409 1385

    44.5 440 418 1420

    45.3 450 428 1455

    46.1 460 437 1485

    46.9 470 447 1520

    47.7 480 456 1555

    48.4 490 466 1595

    49.1 500 475 1630

    49.8 510 485 1665

    50.5 520 494 1700

    51.1 530 504 1740

    51.7 540 513 1775

    52.3 550 523 1810

    53 560 532 1845

    53.6 570 542 1880

    54.1 580 551 1920

    54.7 590 561 1955

    55.2 600 570 1995

    55.7 610 580 2030

    56.3 620 589 2070

    56.8 630 599 2105

    57.3 640 608 2145

    57.8 650 618 2180

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    31/86

    30MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    4. MAKNA ELEMANLARINDA MUKAVEMET HESABI

    Makine elemanlarnda mukavemet hesaplamann iki amac vardr.

    Bir konstrksiyonda ngrlen elemann tamas, iletmesi gereken kuvveti veya

    momenti, istenilen sre boyunca, emniyetli bir ekilde tayabilmesi iin hangi

    malzemeden ve hangi boyutlarda imal edilmesi gerektiinin bilinmesi

    mal edilmi bir elamann dnlen ileme artlar altnda hangi kuvvet veya

    momenti emniyet snrn amadan ne kadar sre tayabileceinin belirlenmesi

    (maksimum zorlamann belirlenmesi)dir.

    Makine elemanlarnn hesab genel mukavemet bilgisi ile yaplr. Mukavemet hesabnn

    amac; bir elemanda d kuvvetlerin dourduu zorlamalarhesap yoluyla bulmak ve bunu

    eleman snr deerleriyle karlatrmaktr.

    Bir elemann mukavemet deerleri, malzemenin mekanik zelliklerine, ekline ve

    boyutlarna baldr. Emniyetli bir alma iin bu deerler d zorlamalarn oluturduu

    gerilmelerden belli bir emniyet salayacak kadar byk olmaldr. Boyutlandrma yaplrken

    genelde aadaki hususlara dikkat edilir.

    Sistem ykler altnda tayc zellii bozmamal

    Boyutlandrma ekonomik olmal

    Estetik veya ergonomiklik kavram deerlendirilmeli

    Emniyetli ekilde boyutlandrlmal

    4.1 MAKNE ELEMANLARINDA HASARLAR

    Makine tasarm belirli bir fonksiyonu gerekletirmek zere , belirli bir malzemeden belirli

    bir ekle sahip bir makinenin gerekletirmesi iin yaplan ilemleri ierir. Elemann

    malzemesi ve ekli gerekletirilecek fonksiyonun zelliine gre belirlenmelidir.

    Dolaysyla bir makine eleman, kendinden beklenen fonksiyonu yerine getiremiyorsa hasara

    uram demektir. Bunun sonucu olarak hasar, makine elemann tamamen paralanp

    dalmas eklinde olabilecei gibi hassas bir yzeydeki kk bir izik eklinde de ortaya

    kabilir.

    Makine elemanlar bilimi, makine elemannn kullanm sresi boyunca maruz kalaca

    etkileri tahmin etmek ve tasarm aamasnda bu yntemleri gz nne almak zere

    gelitirilmitir. Yaplacak tahminler tasarmcnn deneyimlerine bal olarak ne derece doru

    olursa yaplan makine eleman o derece salam ve ekonomik olarak elde edilir. Makine

    elemanlar zerinde ok eitli hasar trleri grlebilir.

    4.2 EMNYET KATSAYISI

    Makine tasarmnda kullanlan malzeme zelliklerine ait bilgiler istatistiksel olarak elde

    edilmi bilgilerdir. Buna karlk evre artlarn belirleyen ve gerilmenin hesaplanmasnda

    kullanlan bilgiler de istatistiksel verilere dayanmaktadr. Dolaysyla her iki bilgi de

    uygulamada baz farkllklar gsterebilecek zellik tar.

    Genel olarak elemana etki eden gerilme, elemannn yapld malzemenin dayanmndan

    kk ise eleman bu gerilmeyi tar denilebilir. Buradaki istatistiksel veriler kesin

    hesaplamalar engellemekte ve ilemlerin bir emniyet pay iersinde yaplmasn zorunlu

    hale getirmektedir. Bu amala kullanlan katsay emniyet katsays olarak adlandrlr.

    Dizayndaki hedef; elemanda oluacak gerilemeler belirlenen bir snr deerin altnda

    kalmasdr. Emniyet katsays, yk ile gerilmenin orantl olduu durumlarda uygulanan

    gerilme ile dayanm arasndaki ilikiyi belirleyecek ekilde,

    SEK

    AKem

    Re

    denklemi ile tanmlanr. Buradaki emniyet katsays malzeme bilgisi iin gereken emniyet ve

    yk bilgileri iin gereken emniyet paylarnn arpm olarak toplam emniyet katsaysn

    belirtmektedir.

    Emniyet gerilmesi, biryapelemannn yapld malzemenin mekanik zelliklerine ekline ve

    boyutlarna bal olarak ve deneysel olarak belirlenenmukavemet deerlerinden hareketle

    seilen sz konusu elemann emniyetle dayanabilecei en stgerilmesnrdr.

    http://tr.wikipedia.org/wiki/Yap%C4%B1http://tr.wikipedia.org/wiki/Yap%C4%B1http://tr.wikipedia.org/wiki/Yap%C4%B1http://tr.wikipedia.org/wiki/Mukavemethttp://tr.wikipedia.org/wiki/Mukavemethttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Gerilme&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Gerilme&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Gerilme&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Gerilme&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Mukavemethttp://tr.wikipedia.org/wiki/Yap%C4%B1
  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    32/86

    31MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Emniyet katsays (EK) veya (S) kendisini belirleyen yk ve malzeme zellikleri ile ilgili

    bilgilerin kesinlik durumuna ve hasar durumunda ortaya kacak olan can ve mal kaybna

    gre tasarmcnn tecrbesine bal olarak hesaplanr. Malzeme zellikleri ve ykleme

    durumu ok iyi biliniyorsa ve hasar durumunda ortaya kacak mal kayb ihmal edilebilir

    durum ise EK=1,25 alnabilir. En kt durumunda emniyet katsays 3 ile 4 arasnda olabilir.

    Burkulma gibi durumlarda yk ile gerilme orantl olmaz. Bu durumda emniyet katsaysnn

    uygulamas daha detayl analizler gerektirir. Aadaki tabloda alma koullarna bal

    olarak seilmesi gereken emniyet katsays deerleri verilmitir.

    Tablo 22.alma artlarna bal emniyet katsays deerleri

    4.3 GERLME LE HASAR

    Makine elemanlarndaki en nemli hasar nedeni gerilmedir. Dolaysyla elemann tasarm ilk

    olarak gerilmeye gre yaplmaldr. Gerilmenin etki ekline gre farkl tiplerde hasarlar

    meydana gelir. Aadaki ekilde iki ve boyutlu olmak zere iki farkl gerilme eleman

    gsterilmitir. boyutlu gerilme elemannda x, y ve z ynlerinde normal gerilmeler

    bulunmaktadr. Ayn zamanda her bir yzeyde iki tane olmak zere x, y ve z ynlerinde

    farkl kayma gerilmeleri meydana gelmektedir. ki boyutlu elemanda ise, x-y ynnde

    normal ve kayma gerilmeleri meydana gelmektedir. Elemann her bir yzeyinde x ve y ye bal

    olarak tek kayma gerilmesi olumaktadr. Bir ok durumda nc boyuttaki gerilmeler ihmal

    edilerek sadece 2 boyutlu gerilmelerin incelenmesi yeterli olmaktadr. 2 boyutlu durumda z

    dorultusundaki durum ya gerilmelerin sfra eit olduu bir durumdur, ya da ekil

    deitirmelerin sfra eit olduu bir durumdur. Birinci durum dzlemsel gerilme durumu

    olarak adlandrlr. kinci durum ise dzlemsel ekil deitirme durumu olarak adlandrlr.

    Dzlemsel ekil deitirme durumunda z dorultusundaki normal gerilmeler dier dzlemdeki

    normal gerilmelere bal olarak hesaplanr.

    x

    y

    xy

    yx

    x

    x y

    z

    zx zy

    xz

    xy

    yz

    yx

    y

    xy

    yx

    ki ve Boyutlu Gerilme Eleman

    ekme gerilmesi; Bir elemana ayn eksen dorultusunda ve ters ynde kuvvet etkimesinde

    elemann kritik kesitinde meydana gelen normal gerilmedir.

    )(em A

    F

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    33/86

    32MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Basma gerilmesi, bir elemana ayn eksen dorultusunda ve aynynde kuvvet etkimesinde

    elemann kritik kesitinde meydana gelen normal gerilmedir.

    )(embbA

    F

    Eilme gerilmesi, iki ucu serbest mesnetli veya bir ucu ankastre kiriler bir kuvvete maruz

    kaldnda eilme momenti etkisi altnda eilme gerilmesine maruz kalmaktadr.

    Eilmeyle birlikte oluan gerilme deeri;)(

    .eme

    ee

    ee

    W

    lF

    W

    M

    Yapda meydana gelen sehim veya kme; EI

    Fl

    s 48

    3

    Asal ekil deitirme;EI

    Fl

    16

    2

    Ankastre kiri eklinde bir yapda ise;

    Eilmeyle birlikte oluan gerilme deeri;)(

    .eme

    ee

    e

    eW

    lF

    W

    M

    Yapda meydana gelen sehim veya kme;EI

    Fls

    3

    3

    Asal ekil deitirme;EI

    Fl

    2

    2

    Makaslama (kesme) gerilmesi

    )(emkkA

    F

    Burulma gerilmesi, dnen eleman, dnme ekseni boyunca dndrme momenti etkisinde

    burulmaya maruz kalarak kayma gerilmesi ile yklenmektedir.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    34/86

    33MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    Oluan gerilme deeri;)(emb

    e

    bb

    W

    M burulma as;

    p

    b

    GI

    lM

    4.3.1 Statik Olarak Etki Eden Gerilme

    Makine elemanna yavaa uygulanan ve makine elemannn kullanma sresi boyunca

    zerine etki eden gerilmenin bykl 1000 defadan fazla deimeyen ykleme durumlar

    statik olarak adlandrlr. Bu gerilme altnda u hasarlar meydana gelir.

    Krlma veya plastik ekil deitirme

    Gevrek krlma

    Snme veya srnme

    Elastik kararlln (stabilite) bozulmas

    Elastik kme

    Rezonans

    4.3.2 Tekrarl Ykleme Durumu

    Elemann zerine etki eden gerilmeler kullanm sresi boyunca 1000 kereden fazla

    deiiyorsa buna tekrarl ykleme durumu denir. Bu gerilme altnda iki farkl hasar tipi

    ortaya kar.

    Yorulma

    Anma

    4.3.3 Darbeli YklemeDurumu

    Darbeli ykleme gerek statik gerekse tekrarl olarak etki eden gerilmelerin iddetini artran

    ynde etki eder. rneinyavaa etki ettirilen bir statik yk ayn eleman zerine ok dk bir

    mesafeden serbest dme ile arpacak ekilde etki ettirilirse eleman zerinde iki kat

    byklnde gerilmenin olumasna neden olur. Tekrarl yklemede de benzeri bir konu sz

    konusudur.

    4.3.4 Dier Hasarlar

    Korozyon, anma ve yzey ezilmesi gibi hasarlardr.

    4.4KIRILMA VEYA PLASTK EKL DETRMEYLEMEYDANA GELEN HASAR

    Gevrek malzemeler krlarak, snek malzemeler ise plastik ekil deitirerek (Akma) hasara

    urarlar. Malzemelerin snek veya gevrek oluu ekme deneyinden yaklak olarak

    belirlenebilir. Toplam ekil deitirme %5 e kadar olan malzemeler gevrek daha fazla olan

    malzemeler ise snek saylr.Genel gerilme durumunda malzemelerin hangi artlarda hasara

    urayaca konusunda bir ok teori ortaya atlmtr.

    4.4.1 Maksimum Normal Gerilme (Rankine) Teorisi

    Bu teoriye gre bir makine elemannda meydana gelen mutlak deerce maksimum gerilme

    deeri ekme veya basma deneyinden elde edilen, hasar anndaki gerilme deerine ulatnda

    makine elemannda hasar balar. Bu teorinin ekmedeki ve basmadaki maksimum gerilme

    deeri eit olan gevrek malzemeler iin doru sonular verdii deneysel almalarla

    gsterilmitir. Maksimum normal gerilmesi teorisini aadaki biimde yazabiliriz.

    1max veya

    EK

    Rm3

    burada iki boyutlu ykleme durumu iin

    2

    2

    max,min2 2

    x y x y

    xy

    ile

    hesaplanr.

  • 8/9/2019 makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)

    35/86

    34MM303 Makine Elemanlar dersi kapsamnda eitli kaynaklardan derlenmi notlardr. rencilere kaynak oluturmak iin hazrlanmtr. Her hakk sakldr.

    4.4.2. Mohr Teorisi

    ekme ve basmadaki maksimum gerilme deerleri, nemli lde fark gsteren malzemeler

    iin ortaya atlm bir teoridir. Genellikle gevrek malzemeler iin uygulanan bu teorideki

    gerilme durumlar,

    a) 02 ise

    EK

    Rm

    1

    b) 02 iseEKRR mbm

    131

    c) 02 ise

    EK3

    mbR

    eklinde yazlabilir. 1 , 2 , 3 asal gerilmeler olarak adlandrlr. Bu gerilmelerin

    bulunduu dzlemlerde kayma gerilmesi bulunmamaktadr. Asal gerilmeler dzlemsel

    gerilme durumu iin maksimum normal gerilme teorisinde verilmi olan maksimum ve

    minimum gerilmelerin hesapland forml sonularna gre aadaki tablodan belirlenir.

    max > min > 0 1=max, 2 = min, 3=0

    max > 0 > min 1=max, 2 = 0, 3=min

    max > min 1= 0, 2 = max, 3=min

    4.4.3 Maksimum Kayma Gerilmesi (Tresca)Teorisi

    Bu teoriye gre makine eleman zerindeki bulunan en byk kayma gerilmesi deeri,

    malzemenin ekme deneyindeki hasara urad anda zerinde bulunan kayma gerilmesi

    deerine ulatnda hasar meydana gelir. Baka bir ifadeyle Tresca ya gre, genel okboyutlu gerilme durumlarnda, akmann meydana gelmesi iin maksimum kayma

    gerilmesinin kritik bir deere ulamas gerekmektedir. Deneyler bu teorinin bir ok snek

    malzeme iin uygun sonular verdiini gstermitir. Bu teorinin bir die