makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)
-
Upload
ahmet-metin -
Category
Documents
-
view
280 -
download
0
Transcript of makine elemanlar%C4%B1 1_Ders Notlar%C4%B1(1)
-
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