Yaylar Nasıl Yapılır

Yaylar, esneklikleri nedeniyle potansiyel enerjiyi depolayabilen mekanik cihazlardır. Esneklik terimi, bu kuvvet kaldırıldıktan sonra deformasyona neden olan bir kuvvete maruz bırakıldıktan sonra orijinal şekline ve boyutlarına dönme eğilimlerini yansıtan bir malzeme özelliğini ifade eder. Yayların çalışmasının altında yatan temel düşünce, sıkıştırma, uzatma veya burulmadan gelen kuvvetler olsun, boyutlarını değiştiren bir kuvvet uygulandığında her zaman başlangıç ​​boyutlarına veya konumlarına dönmeye çalışacaklarıdır.

Yaylar genellikle sarmal ve paslanmaz çelik firmaları tarafından sertleştirilmiş çelikten yapılır, ancak bronz ve titanyum ve hatta plastik gibi demir dışı metaller de kullanılır. Yay üretiminde kullanılan farklı malzemeler hakkında daha eksiksiz bir tartışma için, yay malzemesi türleri ile ilgili kılavuzumuza bakın.

Yaylar Nasıl Çalışır?

Yaylar, 1678'de yaylarla ilgili fikirlerini yayınlayan İngiliz fizikçi Robert Hooke'a atfedilen Hooke yasası olarak bilinen bir prensibe dayanarak çalışır. Hooke yasası, bir yay tarafından uygulanan kuvvetin başlangıç ​​veya denge konumundan yerinden olma ile orantılı olduğunu belirtir. . Bu ilişki matematiksel olarak şu şekilde ifade edilebilir:

FullHD\_eq1.jpg - birkaç saniye önce

burada (F) yayın tarafından üretilen kuvveti temsil eder, (Δx) yayın rahat veya nötr pozisyonundan yer değiştirme veya deformasyon miktarını temsil eder ve (k) yay sabiti olarak bilinen bir parametredir.

Yukarıdaki ifadedeki negatif işaret, yayın yer değiştirmesinden kaynaklanan kuvvetin yönünü yansıtır. Bir yayı ayırırsanız (uzunluğunu arttırır), ortaya çıkan kuvvet, yaptığınız işlemin tersi yönde olacaktır (yayı nötr konumuna geri döndürme eğilimi). Benzer şekilde, uzunluğunu azaltmak için bir ipi iterseniz, ortaya çıkan kuvvet ters yönde olur ve yayın uzunluğunu artırmaya ve nötr konumuna geri döndürmeye çalışır.

Yay sabiti k, sadece yayın üretmek için kullanılan malzemenin bir fonksiyonudur, aynı zamanda yay tasarımının geometrisi ile ilgili çeşitli faktörlerle de belirlenir. Bu tasarım faktörleri şunları içerir:

Yay malzemesinin tel çapı.

Yayın sıkılığının bir ölçüsü olan bobin çapı

Herhangi bir şeye bağlı olmadığında ve dengeden yerinden çıkmadığında uzunluğunu temsil eden yayın serbest uzunluğu.

İlkbaharda bulunan aktif bobin sayısı, normal kullanımda genişleyebilen ve büzüşebilen bobinlerin sayısı anlamına gelir.

Yay sabiti için ölçü birimi, bir uzunluk birimine bölünen bir kuvvet birimidir. Metrik ölçüm sisteminde, bu bir Newton / metre veya Newton / santimetre olacaktır.

Hooke yasasını takip eden yaylar doğrusal davranır, yani yay tarafından üretilen kuvvet nötr konumdan yer değiştirme veya deformasyonun doğrusal bir fonksiyonudur. Malzemeler elastik bir limite sahiptir - malzeme bu noktanın ötesine gerildiğinde, kalıcı deformasyon yaşar ve artık orijinal boyutuna ve şekline dönme kabiliyetine sahip değildir. Çok uzayan ve malzemenin elastik sınırını aşan yaylar artık Hooke yasasına uymayacak.

Değişken çaplı yaylar (konik, içbükey veya dışbükey sarmallara sahip olan) gibi diğer yay türleri, deformasyon içinde olsa bile, nötr konumdan yer değiştirmeleri konusunda doğrusal olmayan davranış sergileyen yaylara örnektir. malzemenin elastik sınırı.

Hooke yasasına uymayacak bir başka yay örneği de değişken zift yaylarıdır. Yayın aralığı, yayın her uzunluğunda veya segmentinde kullanılan bobinlerin sayısıdır. Değişken aralık yayları genellikle sabit bir helezon çapına sahiptir, ancak yay aralığı yay uzunluğu boyunca değişir.

Anahtar Bahar Terminolojisi ve Tanımları

Yay tasarımcıları, yay tasarımı yaparken çeşitli terimler, parametreler ve semboller kullanırlar. Bu anahtar terminolojinin bir özeti, bu parametrelerin birçoğuyla ilişkili semboloji örnekleri ile birlikte aşağıda görülmektedir.

Aktif bobin sayısı (AC) - yük altında sapacak bobin sayısı

Bükülme - bir sıkıştırma yayınının eğilmesi veya yanal yer değiştirmesi anlamına gelir.

Zayıflık oranı - yayın uzunluğunun helisel yaylar için ortalama çapına oranıdır. Burkulma eğilimi, L / D altlık oranıyla ilişkilidir.

Sapma - bir yayın bir yay üzerine uygulanması veya bir yaydan kaldırılması sonucu bir yayın hareketi.

Sıkıştırılmış uzunluk (CL) - yay tamamen sıkıştırıldığında yayın uzunluğunun değeri.

Bobin Yoğunluğu - yayın birim uzunluğu başına bobin sayısı.

Elastik sınır - kalıcı deformasyon meydana gelmeden önce yaya uygulanabilecek maksimum stres değeri, yani malzeme artık stres giderildiğinde önceden deforme olmuş boyutuna veya şekline geri dönme yeteneği göstermez.

Ortalama Bobin Çapı (D) - ilkbaharda bobinlerin ortalama çapı.

Serbest açı - sarmal burulma yayları için, yük koşulları altında olmadığında yayın iki kolunun açısal konumunu temsil eder.

Yay teli çapı (d) - yay için kullanılan tel malzemesinin çapı.

Serbest uzunluk (FL) - yaya herhangi bir yükleme yapılmadan ölçülen toplam yay uzunluğu.

Histerezis - bir yayın tekrarlı veya döngüsel yüklenmesi veya boşaltılması sırasında mekanik enerji kaybını temsil eder. Kayıplar, sıkıştırma sırasında yay uçlarının dönme eğiliminin bir sonucu olarak yay destek sistemindeki sürtünme koşullarının sonucudur.

Başlangıç ​​Gerilimi (IT) - uzatma yayları için, bu, yakın bir yara yayının bobinleri açılmadan önce üstesinden gelinmesi gereken kuvvetin değeri veya büyüklüğüdür.

Kesme veya Burulmadaki Modül (G) - sıkıştırma ve uzatma yayları için sertlik katsayısı. Sertlik Modülü de denir.

Gerilim veya Bükülmede Modül (E) - burulma veya düz yaylar için sertlik katsayısı. Young’ın Modülü de denir.

F = aktif olan N bobinler için yayın sapması (doğrusal yer değiştirme için)

Fo = aktif olan N bobinleri için yayın sapması (döner yer değiştirme için)

Aktif uzunluk (L) - sapmaya maruz kalan yayın uzunluğu

P = yaya uygulanan yük

Pitch (ρ) - açık bir yara yayında bitişik bobinlerin merkezden merkeze mesafesi.

Oran - yayın sapmasında birim uzunluk değişimi başına yük değerindeki şansı temsil eder. Ölçü birimleri lbs./in gibi yürürlükte / uzaklıktadır. veya N / mm.

Kalıcı olarak ayarla - yayın elastik sınırın ötesine gerilmesi sonucu bir yayın uzunluğu, yüksekliği veya konumu değerindeki değişikliktir.

St = burulma stresi

Sb = eğilme stresi

Toplam bobin sayısı (TC) - aktif bobinler ve aktif olmayan bobinler dahil olmak üzere, yaydaki toplam bobin sayısı.

Yay Çeşitleri

Tasarımları farklı enerji depolama yönetiminden yararlanan çeşitli yay türleri vardır. Ortak yay türleri aşağıdakileri içerir:

Sıkıştırma yayları

Uzatma yayları

Burulma yayları

Sabit kuvvet yayları

Belleville Springs

Çeki yayları

Kıvrımlı yaylar

Düz Yaylar

Gazlı amortisörler

Hava yayları

Yay Malzemeleri ve İmalatı

Yaylar nasıl yapılır? Yaylar genellikle yay oluşumundan önce sertleştirilebilen veya oluşumdan sonra sertleştirilebilen sertleştirilmiş yay çeliğinden yapılır. Sarmal yaylar, çubuk stoğundan veya telden yapılan ve sarmal bir şekle sokulan her türlü yayı içerir. Bu kategori sıkıştırma yayları, uzatma yayları ve burulma yaylarını içerir. Uzun stok teli kullanılır ve bu yay türlerini üretmek için bir otomatik sarıcıya beslenir. Tel stoğu, daha küçük bir çalışma hazırlanıyorsa bir torna üzerine de sarılabilir, ancak dikkate alınması gereken birçok güvenlik endişesi vardır. Yay teli, bağlanmazsa veya bir makinist kontrolünü kaybederse dramatik bir şekilde açılır. Bu çözülme davranışı, özellikle ağır bir tel olduğunda, yakındaki kişiler için son derece tehlikeli olabilir.

Otomatik sarıcı, yay telini sarmal bir şekle zorlayabilen bir makinedir. Otomotiv otomatik bobin şanzımanına benzer bir isme sahip olmasına rağmen, farklı bir cihazdır. Genellikle bobin gerilimini, uzunluğunu ve sayısını değiştirebilen ayarlanabilir makinelerdir. Otomatik sarıcılar, yay telini başlıklardan beslemek için silindirleri kullanır ve daha sonra teli hızlı bir şekilde silindir etrafında döndürür. Hızlı eğirme hareketi, yayı sarmal bir helisel şekle adapte olmaya zorlar. Otomatik sarıcı daha sonra yayı çıkarır ve bir sonraki tel parçasını bobinler.

Yaprak yaylar helisel yaylardan farklı olarak oluşur. İlk olarak, düz bir çubuk şekillendirilir ve daha sonra bir çubuk koleksiyonu birlikte delinir. Birkaç makine, ekstra metali çıkarmak ve uçları inceltmek için ortaya çıkan çubukları düzeltir. Daha sonra yay çeliği sertleştirmek için ısıl işlemden geçirilirken, yayı önceden belirlenmiş görsel şartnamelere uygun hale getirmek için boyama bitirmeleri gibi diğer işlemler de yapılır.