Basit Makine Çeşitleri

Basit Makine Çeşitleri

Kaldıraç,

Makaralar, Palangalar,
Çıkrık,
Eğik Düzlem,
Vida,
Dişli Çarklar,
Kama.

KALDIRAÇLAR

Kaldıraç; sağlam bir destek noktasına değecek şekilde uzatılmış uzun bir çubuktan oluşur. Sağ ya da sol ucundan kuvvet uygulandığında, karşı taraf ters yönde aşağı ya da yukarı doğru hareket eder. Kuvvet hangi uçtan uygulanırsa uygulansın çubuk desteğe dokunduğu nokta etrafında döner. Bu noktaya dönme noktası veya destek noktası denir. Demek ki, kaldıraç sağlam bir destek noktası etrafında dönebilen sağlam yapılı çubuktan oluşan düzeneğin adıdır.

Bir iş yaparken kaldıraç kullanmaktaki amaç işi kolaylaştırmaktır. Kaldıraçlar yardıımı ile küçük kuvvetlerle büyük yükler kaldırılır fakat işten kazanç sağlanmaz.








 Kaldıraçların kuvvet kazancının büyüklüğünü, Arşimet’in şu sözü desteklemektedir: “Bana üzerinde durabileceğim bir yer gösterin, Dünya’yı yerinden oynatayım.”





MAKARALAR

Sabit bir eksen etrafında serbestçe dönebilen, çevresinde ipin geçmesi için bir oluk bulunan basit makineler makara olarak adlandırılır.
Makaralar yapılarına bağlı olarak iki çeşittir:
Sabit makaralar, Hareketli makaralar.

Makara çeşitleri kaldıraçlara benzer yapı gösterirler.

a)Sabit Makaralar: Çevresinden ip geçirilip, ipin bir ucuna yük, diğer ucuna kuvvet uygulanan, çengelinden bir yere monte edilen ve ip çekildiğinde yalnızca dönme hareketi yapabilen makaralara sabit makara denir.

Sabit makaralar destek noktası tam ortada olan kaldıraçlarla aynı özelliğe sahiptir. Destek noktası makaranın asıldığı orta noktasıdır. Yük kolu ile kuvvet kolu uzunlukları eşit olduğu için kuvvet kazancı yoktur. Aynı ipin bütün noktalarındaki gerilme kuvveti aynı olduğundan, F = P dir. Yükü kaldırmak için yüke eşit bir kuvvet kullanılır.ağırlığı işleme katılmaz.

b)Hareketli Makaralar: Çevresinden ip geçirilip, ipin bir ucu yukarıda bir noktaya bağlanan, diğer ucuna kuvvet uygulanan, makaranın çengeline yük asılan ve ip çekildiğinde hem dönebilen hem de yükle birlikte yükselip alçalabilen makaralara hareketli makara denir.


Hareketli makaralar kuvvetin uçta, yükün ortada olduğu kaldıraç tipine uygundur. Aynı ipin bütün noktalarındaki gerilme kuvveti aynı olduğundan, dengenin şartına göre, F = P/2 dir. Kuvvet kazancı vardır. Yükün ağırlığı uygulanan kuvvetin iki katıdır. Yoldan kayıp vardır.







ÇIKRIK



 Merkezlerinden geçen aynı eksen etrafında birlikte dönen yarıçapları farklı iki silindir ya da
ortak ekseni bir kol ve bir silindirden oluşan sistemlere çıkrık denir. Bu sistemde yük küçük yarıçaplı silindirin çevresine dolanan ipin ucuna asılı iken kuvvet silindire bağlı kolun ucuna uygulanır.


 Çıkrıkların çalışma sisteminde kuvvet ve yük arasındaki ilişkiyi göstermek için kuvvet ile çıkrık kolunun çarpımı, yük ile küçük silindirin yarı çarpımına olan eşitliğinden yararlanılır.
 Çıkrık sisteminde çıkrık kolu, küçük silindirin yarıçapından büyük olduğundan, uygulanan kuvvet yükten daha küçük olur. Yani çıkrıklarda kuvvetten kazanç sağlarlar ama işten ve enerjiden kazanç olmaz.


























EĞİK DÜZLEM

Ağır yükleri küçük kuvvetlerle istenilen yüksekliğe çıkarmak için kullanılan, yer düzlemiyle açı yapan düzlemlere eğik düzlem denir. Eğik düzlem boyunca kuvvetin yaptığı iş, yükü yukarı çıkarırken potansiyel enerjiye dönüşür. Eğik düzlemin tepesinden bırakılan cisim yer çekimi kuvvetinin etkisiyle potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşecek şekilde yol alır.

Sürtünmesiz eğik düzlemin, kuvvete paralel olan l uzunluğu kuvvet yolu, yüke paralel olan h yüksekliği ise yük yoludur. Eğik düzlem üzerindeki yük h kadar yükseldiğinde Ep = P . h kadar potansiyel enerjiye sahip olur.

Eğik düzlemde kuvvetten kazanç sağlanır. Uygulanan kuvvet cismin ağırlığından küçüktür. Fakat aynı oranda yoldan kayıp olur. 





Günlük hayatımızda eğik düzlemin kullanıldığı alanlar pek çok yerde karşımıza çıkmaktadır. Bir çok alışveriş merkezinde, alışveriş sepetlerinin üst katlara daha kolay taşınabilmesi için eğik biçimde basamakları olmayan yürüyen yollar bulunur. Bu yollar sayesinde müşteri-ler alışverişi zorluk çekmeden yapmaktadır. İnşaat alanlarında el arabalarının belirli seviyede yüksek yerlere çıkarılabilmesi için, tahtalardan yapılmış eğik yüzeyler kullanılır. El arabası bu yüzey üzerinde daha kolay taşınır. Kendimizden de örnek verecek olursak, ağır bir cismi 10-15 basamaklı bir merdivenden yukarı çıkarmak oldukça zordur. Bu işi kolaylaştırmak için, merdiven üzerine koyacağımız düz bir tahta kullanabiliriz. Bu tahtanın üzerine cismi koyup ittiğimizde daha az kuvvet harcamış oluruz.


VİDA

İki yüzeyi birbirine tutturmak veya monte etmek amacıyla en çok kullanılan bir silindir etrafına sarılmış eğik düzlemden oluşmuş şekle benzer, üzerinde küçük eğimli dişler bulunan basit makinelere vida denir. Vidalar üst kısımlarındaki yarıklara tornavida sokulup kuvvet uygulayarak döndürülür ve istenilen kısımlara tutturulur.




Vidada iki diş arasındaki uzaklığa vida adımı (a) denir. Vida bir tam dönüş yaptığında, bir vida adımı kadar yol alır. N kez döndüğünde ise kadar yol alır.

Vidaya tornavida kullanılarak uygulanan kuvvet kısa bir yol boyunca etkiyen ve vidayı istenilen yönde hareket ettiren daha büyük bir kuvvete dönüşür. Bu nedenle vidada kuvvet kazancı vardır.

Enerjinin korunumu ilkesine göre; vida başının yaptığı iş, ucunun yaptığı işe eşittir. Vidayı döndürmek için uygulanan F kuvvetinin yaptığı iş, vida tahtaya girerken direngen kuvvetin yaptığı işe eşittir. 










PALANGALAR

Hareketli ve sabit makara gruplarından oluşan sistemlere palanga denir.

Makara ağırlıkları ve sürtünmelerin önemsiz olduğu palanga sistemlerinde, kuvvet ile yük arasındaki ilişki, makaralarda olduğu gibi denge şartlarından bulunur.

Makara ağrılıkları ihmal edilmiyor ise, hareketli makaraların ağırlıkları yüke ilave edilerek aynı işlem yapılır. Sabit makaraların ağırlıkları ise, tavana bağlı olan iplerle ya da bağlantı maddeleriyle dengelenir.

DİŞLİLER

 Dişli çarklar, üzerinde eşit aralıklarla dişler bulunan ve bir eksen etrafında dönebilen silindir şeklindeki basit makinedir. Dişler çarkların birbirine geçmesini sağlar. Dişlilerden birine uygulanan kuvvet dişler yardımı ile diğerine iletilir. Dişlilerin çalışma prensibi çıkrığınkine benzer.

Eş merkezli dişliler birbirine perçinli olduğu için hep aynı yönde dönerler ve devir sayıları da eşittir.

Bu tip basit makinelere örnek olarak bisikletler, dikiş makineleri, vinçler, saatler, taşıtlar verilebilir.




KAMA

Kama: Dönme hareketi yapan kasnak,dişli çark,disk ve kavramaların sökülebilir şekilde birleştirme yapılarak millerin döndürme momentini ileten makine elemanlarıdır. Mil eksenine paralel yapılan montajlarda boyuna (eğimsiz) kamalar, mil eksenine dik yapılan montajlarda enine kamalar kullanılır. Enine kamalar gelen kuvvetleri karşılama ve ayar işlemlerinde kullanılır. Bu kamaların standardı yoktur.