Dişli çarkların Kv dinamik faktörü, tasarım ve seçim sürecinde önemli bir parametredir. Kv faktörü, dişli çarkların yük taşıma kapasitesini, güvenilirliğini ve dayanıklılığını etkiler. Ayrıca, dişli çarkların verimliliği ve güvenliği üzerinde de etkisi vardır. Dişli çark mekanizmaları kullanılması sırasında diş çiftine gelen kuvvet ve oluşturacağı zorlanmalar statik yüke maruz, ideal geometriye sahip dişlilerde oranlanarak dinamik faktör ve dinamik yük faktörü adı verilen katsayı tanımlamak mümkündür.
1. Kv dinamik faktörünün önemi
Yük taşıma kapasitesi: Kv faktörü, dişli çarkların taşıyabileceği maksimum yük miktarını belirler. Daha yüksek bir Kv faktörüne sahip olan dişli çarklar, daha büyük yükleri taşıma kapasitesine sahiptir. Bu, sistemlerde daha yüksek güç ve tork gerektiren uygulamalar için önemlidir.
Güvenilirlik ve dayanıklılık: Kv faktörü, dişli çarkların güvenilirliği ve dayanıklılığı üzerinde doğrudan etkilidir. Daha yüksek bir Kv faktörüne sahip olan dişli çarklar, daha uzun ömürlü olma eğilimindedir ve daha az aşınma, deformasyon riski taşırlar. Bu da sistemlerin daha az bakım ve onarım gerektirmesine, daha uzun süreli sorunsuz çalışmaya olanak sağlar.
Verimlilik: Kv faktörü, dişli çarkların verimliliğini etkiler. Daha yüksek bir KV faktörüne sahip olan dişli çarklar, daha az sürtünme kaybı ve enerji kaybıyla çalışır. Bu, sistemdeki enerji kaynaklarının daha etkin kullanılmasını sağlar ve genel verimliliği artırır.
Güvenlik: Kv faktörü, dişli çarkların güvenliği üzerinde de etkilidir. Daha düşük Kv faktörüne sahip olan dişli çarklar, yük taşıma kapasitelerini aşma riski taşır ve bu durum arızalara ve hatta tehlikeli durumlara neden olabilir. Daha yüksek bir Kv faktörü, daha güvenli bir çalışma ortamı sağlar.
2. Kv faktörünün hesaplanması
Kv faktörü, dişli çarkların geometrisi, malzeme özellikleri ve işletme koşullarına dayanarak hesaplanır. DIN 3990’a göre dişli yan yüzeylerinde yön sapmaları, bombeleşme, dişlide, gövdede, milde meydana gelen deformasyonların sistemde meydana getirdiği titreşimlerin etkisi dinamik faktörle hesaba katılmalıdır. Bu iç dinamik kuvvetler hız arttıkça artarlar, yük arttığında ise azalırlar.
Hesaplama genellikle karmaşık matematiksel modeller, denklemler ve analizler kullanılarak yapılır. Aşağıda temel bir hesaplama yöntemi özetlenmiştir:
Kv: Dinamik faktör
Ft: Teğetsel kuvvet (N)
KA: Uygulama faktörü
b: Diş genişliği (mm)
Kva ve KVβ: Kaliteye bağlı dişli faktörleri
Z1: Döndüren dişli diş sayısı
V: Çevre hızı (m/s),
İ: Çevrim oranı
Bu bağıntının helisel dişli mekanizmasında adım kavrama oranı εβ≥1 için geçerlidir.
Dişli çarklar için uygun bir diş profili seçilir ve modül belirlenir. Modül, dişli çarkların diş sayısı ve çapı arasındaki oranı ifade eder. Seçilen diş profili ve modül kullanılarak, diş geometrisi hesaplanır. Bu, dişin yüksekliği, diş açısı, diş genişliği ve diş profil şeklini içerir.
Dişli çarklar için kullanılacak malzemenin mukavemeti, sertlik derecesi, aşınma direnci ve termal özellikleri belirlenir. Dişli çarkların çalışma koşulları, yani uygulanan güç, tork ve hız gibi faktörler dikkate alınır. Bu, dişli çarkların taşıması gereken yükü ve dinamik etkileşimleri belirler.
3. ISO 6336:2006 standardının ISO 6336:2019 standartları arasındaki farkları
Kv dinamik faktör ISO 6336:2006 baskısında, Kv>2.00 için bir değer seçmemiz gerekirdi. ISO 6336:2019 baskısında, çalışan dişliler için dinamik faktör Kv rezonans koşullarının dışında, hesaplanırsa Kv-B veya Kv-C =2.00 olarak ayarlayan değer 2.00’den yüksektir.
Kritik dinamik faktör aralığı (N ≤ NS) ve ana rezonans için aralığı (NS<N≤1.15) kullanılarak Bk parametresi hesaplanır. Bu parametre 2006’da sadece uç kabartması Ca’yı dikkate alarak hesaplanmıştır. 2019 baskısında Bk değeri min (Ca1+Cf2, Ca2+Cf1) hesaplanır. Ayrıca kök kabartması da dikkate alınarak ve dişli başına minimum değerin kullanılacağı net olarak hesaplanmıştır.
Planet dişli kutularında sabit ve dönen bir çember dişlinin atalet momentinin hesaplanması için standartın içindeki (25) ve (26) denklemler değişmiştir. Çember dişli için güncel standartta doğru indeks kullanılıyor ve paydada çember dişli çapının dördüncü kuvveti yerine ikinci kuvveti kullanılmaktadır.
ISO 6336’nın 2019 Sürümü, ISO 1328-1:2013’e (burada en düşük kalite 11. sınıftır), 2006 Sürümü ise ISO 1328-1:1995’e (en düşük kalite derecesi 12’dir) atıfta bulunur. Kalite derecesi 12 artık Kv bu tarihten sonra 11 olarak belirlenmiştir.
Referanslar
[1] Diş Çarklar İTÜ Makine Fakültesi –Doç. Dr. M. Sait YÜCENUR- Y.Doç.Dr.Vedat TEMİZ
[2] ISO 6336-1:2019 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
[3] ISO 6336-1:2006 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
[4] Changes in ISO 6336:2019 —Parts 1, 2, 3, 5 and 6 Hanspeter Dinner
[5] Konstrüksiyon ve tasarım Prof. Dr. İsfendiyar BAKŞİYEV
