YAYLAR

• Gerek yapıldıktan malzemelerin elastiktik özellikleri ve gerekse

şekillerinden dolayı dış etkenler (kuvvet, moment) altında başka

makina elemanlarına kıyasla daha büyük bir oranda şekil değişikliğine

uğrayabilen ve dış etkenler ortadan kalktıktan sonra tekrar eski

şekil ve konumlarını alabilen bu sırada iş (potansiyel enerji) depo edip

bu enerjiyi kısmen geri veren makina elemanlarıdır.

• Pek çok makina elemanından fonksiyonunu yerine getirirken şeklini

koruması çeşitli zorlanmalar karşısında belli bir sınırın üstünde

deforme olmaması istenirken yaylarda tam tersine büyük elastik

deformasyonlar istenir.

Bu sunu farklı kaynaklardan derlenmiştir.

YAYLAR

Teknikte Yaylar 1. Enerji depolayıcı olarak: Ventil klapelerinin geri

itilmesinde, kumanda çubuklarının hareketinde veya saat mekanizmalarında biriktirilen enerji bir hareket sağlar.

2. Kuvvet sınırlayıcı olarak : Preslerde, 3. Darbe söndürücü olarak: Raylı taşıtların tampon yayları,

taşıt yaylan ve kavrama yaylarında olduğu gibi hareketli kütlelerin durdurulmasında,

YAYLAR

4. Kuvvet ölçmek için: Dinamometre ve bazı kantar mekanizmalarında,

5. Kuvvet bağının sağlanması için: Aşınma veya bir hareketten

sonra mekanizmayı tekrar yerine getirmek için; kapı yayı, sübap yayları,marş motoru ve şarj dinamosundaki kömür itici yaylar

6. Kuvvetin dağıtılması için: Koltuk veya yatak yayları 7. Titreşim tekniğinde çeşitli yerlerde: Titreşimli eleklerde,

ileticilerde, karıştırıcılarda, çekiçlerde, titreşimli masalarda, makinaların desteklenmesinde ve yataklanmasında olduğu gibi çok çeşitli amaçlarda kullanılır.

Yaylar meydana gelen gerilmeye göre

Burulma yayları

Eğilme yayları

Çeki – Bası yayları

yaylar şekillerine göre;

Yaprak yaylar

Helisel yaylar,

Çubuk yaylar

Disk yaylar

Bilezik yaylar

Kauçuk yaylar şeklinde sınıflandırılabilirler.

Temel Kavramlar

Yay karakteristiği:

•Yaya etkiyen kuvvet (veya burulma momenti) ile şekil

değiştirme (boy değişimi veya burulma açısı) arasındaki

bağıntıdır.

•Yay karakteristikleri yükselen, doğrusal veya alçalan

şekillerde olur.

YAY Karakteristikleri

• Karakteristiğin eğimi”RİJİTLİK” olarak

tanımlanır.

d

dMk;

d

dFk b

Teknikte istenilen karakteristiklerin elde edilmesi için

yaylar birbirleriyle paralel veya seri şekilde bağlanır.

Paralel bağlı yaylar;

• Yayların şekil değiştirmeleri

(kısalmaları) birbirine eşit, kuvvetler

ise farklıdır.

321

321top

FFFF

.kF;.kF;.kF 332211

).kkk(.kF 321toptop

321 FFFF

332211 .k.k.kF

Her yayın taşıdığı kuvvet

321top32top k

1

k

1

k

1

k

1

k

F

k

F

k

F

k

F

1

Seri bağlı yaylar;

Yaylara gelen kuvvetler birbirine göre eşit, kısalma veya

uzamaları ise farklıdır.

321top

Enerji biriktirme ve sönümleme:

YAYLAR

Titreşim problemlerinin çözümünün söz konusu olduğu yerlerde sistemin

özgül frekansının tayini gerekir. Titreşim izolasyonunda rezonans

bölgesinde çalışmamak için sistemin özgül frekansı ile işletme frekansı

arasındaki farkın mümkün olduğu kadar büyük olması istenir. Buna

karşılık rezonans özelliğinden yararlanılacaksa özgül frekans ile işletme

frekansı aynı veya yakın olması gerekir. Bu nedenle özgül frekans

değeri büyük önem taşır. Yaylara bağlı olan elemanlarının kütleleri (m)

veya atalet (eylemsizlik) momentleri (lm) ve yay rijitlikleri hesaplamada

göz önüne alınır.

Özgül frekans:

a) Yüksek elastiktik sının, eğer elastiktik sınırı belli değilse yüksek akma sınırı (faydalanılabilecek geniş bir elastik şekil değiştirme bölgesi bakımından)

b) Yüksek zaman mukavemeti ve sürekli mukavemet değerleri

(özgül titreşimlerin ve aşırı yüklerin karşılanması için)

c) Yüksek uzama ve büzülme özelliği (soğuk şekil vermeyi mümkün kılacak yeterli plastik şekil değiştirme özelliği bakımından)

Yay Malzemeleri Yay imalinde kullanılan çeliklerin aşağıdaki özelliklere sahip

olması istenir.

DIN normlarına göre yuvarlak yay çelikleri için üç esas kalite öngörülmüştür.

A Küçük ve genellikle statik yükler için

B Statik ve değişen yükler için

C Büyük statik ve değişken yükler için

Yaprak Yaylar

Tek tabakalı yaprak yaylar :

Hassas cihaz tekniğinde ve elektrik sanayiinde kontaktör olarak

kullanılan bu yaylar şekil bakımından dikdörtgen, üçgen ve trapez

mesnetleme bakımından da tek taraflı ankastre ve iki taraflı serbest

mesnetli olabilirler.

Yaprak Yaylar

Yaprak Yaylar

Yaprak Yaylar

Bilezik Yaylar

Konik yüzeyleri ile temasta olan iç ve dış bileziklerden yapılmıştır.

Etki eden eksenel kuvvet altında dış bilezikler radyal doğrultuda

genişlerken iç bilezikler büzülür. Böylece dış bilezikler çekmeye iç

bilezikler ise basmaya zorlanır.

Bilezik Yaylar

Bilezik Yaylar

Disk ( Pul ) Yaylar

Yer darlığından dolayı küçük boyutlarda büyük kapasitenin istendiği

durumlarda disk yaylar kullanılır. Bu yaylar darbeli çalışan

sistemlerde, makinalann temellere tespitinde kullanılmaktadır. Bu

yayların karakteristiği h/s oranlarına bağlıdır, h/s = 1,41 ...2,1

değerleri arasında karakteristiğin orta kısmı yatay bir şekil alır.

Yani kuvvet sabit olmasına rağmen deformasyon artmaktadır. Bu

olay yay düzgünleştiğinde meydana gelir. h/s> 2,83 için

karakteristik s şeklindedir. Bu durum aniden çalışan mekanizmalar

için uygundur.

Disk ( Pul ) Yaylar

Çubuk Yaylar

Basit bir çubuk şeklinde olan bu yaylar burulma

titreşimlerinin söndürülmesinde, burulma momenti

ölçülmesinde, ayarlı moment anahtarlarında, elastik

kavramalarda vb. yerlerde kullanılır. Bağlantı için

çubuk uçlan çeşitli şekillerde yapılabilir. Çentik

etkisinin önüne geçmek amacıyla uç kısımlarda boyut

büyütülür ve geçiş kısımları iyi bir şekilde

yuvarlatılır. Malzeme olarak 50CrV4 kullanılır.

Çubuk Yaylar

Çubuk Yaylar

Helisel Yaylar

Helisel yaylarda yay telinin herhangi bir kesiti burulma

momenti sebebiyle burulmaya, kesme kuvveti ile de

makaslamaya zorlanır.

Helisel Yaylar

Helisel Yaylar

Helisel Yaylar

Çeki Yayları

Çekme kuvveti ile zorlanan yaylar

Bu gruptaki yaylar genellikle belirli bir Fo öngerilme

kuvveti altında sarılarak üretilirler. Yaya etkiyen kuvvet

öngerilme kuvvetinden büyük olduğu taktirde yay esneyip

uzamaya başlar.

Çekme kuvveti ile zorlanan yaylar

Kangal Yaylar

Dönme ekseni etrafında geri getirme momenti oluşturan

kangal yaylar taşıtların marşlarında manivelaların geri

getirilmesinde, emniyet tırnaklarının bastırılmasında vb.

yerlerde kullanılırlar. Şekil ve üretim bakımından basma

veya çekmeye zorlanan yayların benzeri olan kangal yayla

çalışma sırasında oluşan ana zorlanma bakımından bu

yaylardan farklı olarak eğilmeye çalışmaktadırlar.

Tırnak mekanizmasının kangal yay ile bastırılması

Kangal Yaylar

Kumanda kolunun kangal yay ile geri çekilmesi

Kangal Yaylar

Kangal Yaylar

Dikdörtgen kesitli telden yapılan helisel yaylar

Helisel Konik Yaylar

Kauçuk Yaylar

Kauçuğun elastik özellikleri yay olarak kullanılmasında

çelik yaylara göre çok farklı olanaklar sağlar.

Tamamen aynı karakterde bir malzeme olduğu için

kauçuk yayların şekilleri çelik yaylardan farklı olur.

Bu yaylar mukavemetlerinin azlığı sebebiyle genellikle

büyük bir takoz olarak biçimlendirilirler.

Kauçuk yaylar genellikle taşıtların ve makinelerin

yataklanmasında, elastik kavramalarda, tamponlarda ve

benzeri titreşim halinde çalışan sistemlerde sönümleme

elemanı olarak kullanılır.

Malzeme olarak doğal veya yapay (Buna,perbunan) kauçuk

kullanılır. Her ikisinin elastik özellikleri aynı olmakla

birlikte yapay kauçuğun ısıya, benzin ve yağa karşı

dayanımı yüksek, aşınma mukavemeti daha fazla ve

yaşlanma süresi daha uzundur.

Kauçuk Yaylar

Kauçuk Yaylar

Kauçuk Yaylar

Kauçuk Yaylar

Kauçuk Yaylar