Hareketli parçalar

Hareketli parçalar; yakıt, soğutma sıvısı veya hidrolik sıvısı gibi hareketli sıvılar hariç makine bileşenleridir. Hareketli parçalar ayrıca mekanik kilitler, anahtarlar, somunlar ve cıvatalar, şişeler için vidalı kapaklar vb. içermez. Hareketli parçası olmayan bir sistem "katı hal" olarak tanımlanır.

Bir makinedeki hareketli parçaların miktarı, mekanik verimliliğinde bir faktördür. Hareket eden parçaların sayısı arttıkça bu parçalar arasındaki sürtünme nedeniyle ısıya kaybedilen enerji miktarı da artar. Örneğin modern bir otomobil motorunda, motor yakıtının yakılmasıyla elde edilen toplam gücün kabaca %7'si, motorun hareketli parçaları arasındaki sürtünme nedeniyle kaybedilir.

Hareketli parçalar arasındaki sürtünmeden kaynaklanan verim kayıplarının üstesinden gelmek için iki yol kullanılır. İlk olarak hareketli parçalar yağlanır. İkincisi, hareketli parçalar birbirleriyle az miktarda temas edecek şekilde tasarlanır. Bir makinenin boyutu küçültülebilir, böylece hareketli parçaların birbirine sürtünen alanları oldukça basit bir şekilde azaltılabilir; bireysel bileşenlerin tasarımları, birbirleriyle teması azaltmak veya önlemek için şekilleri ve yapıları değiştirilebilir.

Hareketli parçaların yağlanması, sürtünmesi ve aşınmasıyla ilgilenen bilim ve mühendislik disiplini; malzeme bilimi, makine mühendisliği, kimya ve mekaniği kapsayan disiplinler arası bir alan olan tribolojidir.

Bahsedildiği gibi aşınma, bir makinedeki hareketli parçalar için bir endişe kaynağıdır. Arızaya yol açan diğer endişeler arasında korozyon, erozyon, termal stres ve ısı oluşumu, titreşim, yorulma yüklemesi ve kavitasyon yer alır.

Yorulma, büyük atalet kuvvetleriyle ilişkilidir ve hareketli bir parçanın sahip olduğu hareket türünden etkilenir. Düzgün dönme hareketine sahip hareketli bir parça, ileri geri salınan hareketli bir parçaya göre daha az yorulmaya maruz kalır. Titreşim, makine çalışması sonucu oluşan zorlama frekansının, dönen miller gibi bir veya daha fazla hareketli parçanın rezonans frekansına çarpmasına sebep olarak arızaya yol açar. Tasarımcılar, tasarlama sürecinde parçaların doğal frekanslarını hesaplayarak bu rezonansı sınırlamak veya ortadan kaldırmak için parçaları değiştirerek bu sorunlardan kaçınırlar.

Bir makinenin kinetik enerjisi, her bir hareketli parçasının kinetik enerjilerinin toplamıdır. Hareketli parçaları olan bir makine, matematiksel olarak kinetik enerjileri basitçe toplanmış birbirine bağlı bir cisimler sistemi olarak ele alınabilir. Bireysel kinetik enerjiler, hareketli parçaların eksenleri etrafındaki öteleme ve dönüş hareketlerinin kinetik enerjilerinden belirlenir.

Hareketli parçaların dönme kinetik enerjisi, bu tür her hareketli parça sisteminin bir halkayı veya ideal bir halkanın bir parçasını oluşturan, anlık bir eksen etrafında dönen bağlı cisimlerin bir koleksiyonuna indirgenebileceğine dikkat edilerek yarıçap , saniyedeki devir sayısı olacak şekilde hesaplanabilir. Bu ideal halka, yarıçapı dönme yarıçapı olan eşdeğer volan olarak bilinir. Halkanın tüm bölümlerinin yarıçaplarının karelerinin kütlelerine göre integrali , ayrıca halka, bu kütlelerin çarpımlarının ve yarıçaplarının karelerinin toplamı olarak ayrık parçacıkların bir koleksiyonu olarak modellendiğinde de ifade edilebilir. halkanın atalet momentidir ve olarak gösterilir. Tüm hareketli parça sisteminin dönme kinetik enerjisi 'nin eylemsizlik momenti ile aynı eksen etrafındaki hareketli parçaların açısal hızı olduğu 'dir.

Hareketli parçaların ötelenme kinetik enerjisi 'in toplam kütle ve 'nin hızın büyüklüğü olduğu'dir. Bu durum bir makinenin hareketli parçalarının toplam kinetik enerjisi için formülü şu şekilde verir: .

Teknik çizimde, hareketli parçalar geleneksel olarak parçanın ana veya ilk konumunda katı taslağı çizilerek parçanın ikincil, hareket ettirilmiş, bir hayali çizgiyle çizilmiş bir konumda ek bir taslağıyla ("nokta-nokta-çizgi" dizileri iki kısa ve bir uzun çizgi segmenti) ana hatları ile belirlenir. Bu sözleşmeler, 1979'da yayınlanan ASME Y14.2M de dahil olmak üzere Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü ve Amerikan Makine Mühendisleri Derneği'nin çeşitli standartlarında kabul edilmiştir.

Son yıllarda, hareketli parçaların hareketlerinin gösterimi için teknik ve mühendislik diyagramlarında animasyon kullanımı daha pratik ve yaygın hale geldi. Animasyon, hareketli parçaları daha net bir şekilde temsil etmekte ve bunların ve hareketlerinin daha kolay görselleştirilmesini sağlamaktadır. Ayrıca bilgisayar destekli tasarım araçları, hareketli parçaların hareketlerinin simüle edilmesine izin vererek makine tasarımcılarının, örneğin belirli bir tasarımdaki hareketli parçaların birbirinin hareketini engelleyip engellemeyeceğini veya tasarımcının doğrudan sayısal bir analiz yapması yerine bilgisayarın basit görsel incelemesiyle çarpışacağını belirlemesine olanak tanır.