7.6 Doğrusal Hareket Mekanizmaları-1

Makina tasarımında genellikle biyel eğrilerinin iki eğri şekli oldukca önem kazanır. Bu eğriler doğru ve dairedir. Bir dört çubuk mekanizmasının biyel eğrisi genel olarak altıncı dereceden bir eğri olduğundan, biyel noktasının bir doğru veya daire çizmesi matematiksel olarak mümkün değildir. Ancak mekanizmanın hareketinin belirli bir aralığında bu biyel noktası bir doğruya veya bir daireye çok yakın olacak şekilde bir eğri çizebilir. Örnekde kullanılmış olan mekanizma tam bir doğrusal hareket yapmasa bile, uygulamada tekerin yan yatmadan yukarı aşağı hareketini sağlayacaktır.

Bir biyel eğrisinin belirli bir aralıkda bir daire yayı üzerinde bulunması, uygulamada beklemeli 6 uzuvlu mekanizma tasarımında kullanılabilir. Giriş uzvu devamlı hareket halinde iken çıkış uzvu belirli bir süre hareketsiz kalan mekanizmalara beklemeli mekanizma denmektedir. Bir parça üzerinde bir kaç işlem yapılması gerekiyor ise, bir işlem yapılırken diğer işlemlerin beklemesi için beklemeli mekanizmalar kullanıldığı gibi, bir işlem sırasında parçayı tutarak onun sabit kalmasını sağlayan mekanizmanında beklemeli olması gerekir. Genellikle beklemeli mekanizma için kam mekanizmaları kullanılır isede, mümkün olan durumlarda döner ve kayar çiftlere sahip mekanizmalar kullanılabir ise mekanizmanın gürültüsü azaltılabilir, ömrü ve en önemlisi hızı artırılabilir. Bir örnek olarak, Şekilde görülen mekanizmada 1,2,3 ve 4 uzuvlarından oluşan krank-biyel mekanizmasını ele alalım. C biyel noktasının eğrisi krankın belirli bir dönme aralığında daire yayına çok yakın bir eğridir. Krankın diğer konumlarında biyel eğrisi daireden farklıdır. Bu krank-biyel mekanizmasına CD ve DD₀ uzuvlarını ekliyelim. Ancak CD uzunluğu C nin yaklaşık olarak çizdiği dairenin yarıçapı olarak ve D noktası ise bu yaklaşık dairenin merkezi olarak şeçilsin. Bu durumda C noktası bu daireye yakın konumlarda iken ve krankın ₀ kadar dönmesi sırasında D noktası yaklaşık olarak sabit kalacaktır. C noktası bu yaklaşık daireden saptığında D noktası sabit değildir ve D₀ merkezli DD₀ daire yayı üzerinde hareket edecektir. Çıkış kolunun salınım açısı,y₀, DD₀ kol uzunluğuna bağlı olarak ayarlanabilir.

Doğrusal hareket mekanizmaları beklemeli mekanizmalarda kullanıldığı gibi, kayar çift kullanılmaması gereken durumlarda sadece döner mafsal ile doğrusal hareket elde edilmesinde kullanılır. Döner mafsallara göre kayar mafsallar pahalı olduğu gibi, sürtünmenin çok etkili olduğu bir mafsal türüdür. Bazi uygulamalarda ise kayar mafsal için gerekli kızağın yerleştirilmesi mümkün olmayabilir. Doğrusal hareket mekanizmaları sanayii devriminde önemli olduğu bilindiği gibi, ilk mekanizma uygulamalarının bu hareketin elde edilmesi olduğuda bir gerçektir. Yaklaşık bir doğrusal hareketi sağlayan çeşitli dört-çubuk mekanizması oranları bulunmuştur. Bunlardan en fazla bilinenler: Watt (Şekil a: a=c=H/2, e= 1/9 H, b= 2/9 H), Çebişev (Şekil b: d=1, a=c=1.25, b=0.5, AC=0.5b),Çebişev Lamda (veya Hoecken)mekanizması- ki bu Çebişev mekanizmasının eşlenigidir. (Şekil c: a=1, d=2, b=c=e=2.5) ve Roberts doğrusal hareket mekanizmalarıdır (Şekil d: d=1 b=0.0.538, a=c= 0.530, e=f=1.04 ). (Verilmiş olan uzuv boyutlarından biraz farklı mekanizma boyutlarıda doğrusal hareketi verebilir. Bu farklı boyutları kullanarak daha uzun bir doğruya benzeştirme, hata oranı artırılarak sağlanabilir).

İstenildiğinde krank-biyel ve kol-kızak mekanizmaları kullanılarak da doğrusal hareket Çebişev tarafından formüle edilmiş bir yöntemle elde edilebilir. Bu mekanizmaları ilgili abaklarla birlikte açıklıyacağız.

©es