TORSİYON YAYI MOMENT - AÇISAL STROK DİYAGRAMI
Her iki bacağı da teğetsel olan Torsiyon Yayı
Bir bacağı teğetsel , diğer bacağı radyal bükümlü olan Torsiyon Yayı
İç büküm radyusu r > = d olmalıdır.
Her iki bacağı da radyal olarak bükülmüş Torsiyon Yayı
İç büküm radyusu r > = d olmalıdır.
Düzeltilmiş İç Gerilme :
Yay İndeksi dolayısiyle Düzeltme Katsayısı kw
kw = ( w + 0.07 ) / ( w – 0.75 )
Radyal bükülmüş bacakları olan yaylarda ( r / d ) oranı dolayısiyle Düzeltme Katsayısı krd
krd = ( 2 * ( r / d ) + 1.07 ) / ( 2 * ( r / d ) + 0.25 )
Max. İç Gerilmenin (?max) hesabı için iki Çalışma Şekli arasında seçim yapılır.
a) Statik Çalışma : Eğer yay toplam 10000 çevrimden fazla çalışmayacaksa veya etkiyen
F kuvveti sabit kalıyorsa
Gerilme Düzeltme Faktörü (k) :
k = 1
b) Dinamik Çalışma : Yay zor şartlarda çalışacaksa ( 10 000 000 çevrim ömrü)
Gerilme Düzeltme Faktörü (k)
Burada yukarıda hesaplanan kw veya krd katsayılarından büyük olanı alınır
k = kw veya krd
Çalışma şekline göre gerekli seçim yapılarak Mmax = M2 momenti altında telde oluşan max. İç Gerilme ( ? max ) bulunur.
2
?max = k * ? (N/mm )
3 2
?max = ( 32 * k * M2 ) / ( ? * d ) ( N / mm )
Yay üretiminde kullanılacak standart tellerin malzemelerine ve çaplarına göre Çekme
2
Mukavemetleri ( Rm = N / mm ) cinsinden tablolarda verilir.
Fakat yaylar malzemenin elastik deformasyon bölgesinde çalışmak zorunda oldukları için , burada bizim için önemli olan , malzemenin daima Akma Gerilmesinin ( ?akma) altında kalmasıdır.
Pratik olarak :
?akma = 0.70 * Rm alınabilir.
Bundan sonra yapılacak iş :
?max < ?akma
olacak şekilde tel çapını ve malzemesini seçmektir.
Sonuçta :
1 / 3
d = ( ( 32 * k * M2 ) / (p * ?akma ) )
sağlanmalıdır.
Varsayılan çapta tel beklentileri karşılamıyorsa bir sonraki çapa geçilerek iteratif olarak uygun tel çapı bulunur.
Böylece M2 momenti altında güvenle çalışabilecek standart telin çapı belirlenmiş oldu.
Torsion Yaylarında genelde
M1 ve M2 momentleri ( Nmm = Newton mm ) olarak ve bunlara ait
?1 ve ?2 açısal strokları ( derece ) olarak verilir.
M1 küçük moment , M2 büyük moment ( M2 = Mmax ) ,
?1 küçük açısal strok , ?2 büyük açısal strok olur.
Bazen ?h = ?2 – ?1 (derece) olarak açısal strok farkı verilir.
M : M1 ile M2 arasında kalan herhangi bir moment ;
? : ?1 ile ?2 arasında kalan herhangi bir açısal strok olmak üzere
c = M1 / ?1 c = M2 / ?2 c = M /? c = ( M2 – M1 ) / ?h geçerlidir.
Bir sonraki adım seçilen malzemeden d çapında telden oluşan ve Dm ortalama çapına sahip Torsiyon Yayının M2 momenti altında ?2 derece açısal strok yapması için kaç sarımın ( n ) gerekli olduğunu bulmaktır.
2
E : Malzemenin elastisite modülü ( N / mm ) olmak üzere
4
n = ( d * E * ?2 ) / ( 3667 * Dm * M2 ) olarak hesaplanır.
Torsiyon yayının bacakları M2 momenti ile kapatıldığında yayın iç ve dış çaplarında da değişme olur.
Di?2 = ( ( Dm * n ) / ( n + (?2 / 360 ))) - d
Dd?2 = ( ( Dm * n ) / ( n + (?2 / 360 ))) + d
Montaj halinde özellikle iç çap küçülmesi dikkate alınmalıdır
Dinamik çalışan bir yay için kritik çalışma hızı hızkr ( 1 / saniye ) olarak hesaplanır.
Bu hıza yaklaşıldığında yay için rezonans riski vardır.
Torsiyon yayları dinamik olarak çalışacaksa
M1 momenti altında oluşan ?max1 zorlanması ile
M2 momenti altında oluşan ?max2 zorlanması değerleri yay ömür tabloları gözönüne alınarak , yay çevrim ömrü değerlendirmesi yapılır.
Torsiyon Yaylarının hesaplanması için hazırlanan programda girilecek değerler :
Birinci Moment M1 ( Nmm ) cinsinden
İkinci Moment M2 ( Nmm ) cinsinden
?h Strok farkı ( ?h = ?2 – ?1 derece cinsinden )
Di Yayın iç çapı ( mm cinsinden )
Radyal bükülmüş bacak halinde iç büküm radyusu
Seçim yapılacak konular :
Statik Çalışma Şekli
Dinamik Çalışma Şekli
Seçilen çalışma şartlarına göre önerilen malzemeler
Torsiyon yayının bacak dizaynı
Program çalıştırıldığında , mevcut olan çaplara göre , Torsiyon yayı ile ilgili teknik bilgiler ve uyarılar elde edilir.
Radyal bükülmüş bacak halinde girilmiş iç büküm radyusu tel çapından küçük olursa sonuçta tel çapına eşit iç büküm radyusu elde edilmektedir.
Programda mevcut olan malzeme ve çap seçenekleri :
SL , SM , SH ve DM malzemeler için çaplar :
0.20 0.30 0.40 .......................... 1.00 mm
1.20 1.40 1.50 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.50 2.60 2.80 3.00 mm
3.50 4.00 4.50 ...........................12.00 mm
Paslanmaz malzemeler için çaplar :
0.20 0.30 0.40 .......................... 1.00 mm
1.20 1.40 1.50 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.50 2.60 2.80 3.00 mm
3.50 4.00 4.50 ...........................10.00 mm
